淺談碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

幸穎平

[摘要]經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度逐步加快，建筑行業(yè)發(fā)展越來(lái)越快。在建筑行業(yè)發(fā)展期間，建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)相對(duì)比過(guò)去已經(jīng)有了顯著的發(fā)展?；谔祭w維加固技術(shù)所具有的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑工程施工中。將碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用于建筑工程中，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)加固補(bǔ)強(qiáng)操作的弊端。本文就碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

[關(guān)鍵詞]碳纖維加固技術(shù)；建筑工程；應(yīng)用

文章編號(hào)：2095-4085（2016）07-0102-02

相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家，碳纖維加固技術(shù)在我國(guó)發(fā)展相對(duì)較晚，即便如此，碳纖維加固技術(shù)發(fā)展的速度非常快，可應(yīng)用于不同領(lǐng)域，特別是建筑工程方面。建筑工程混凝土經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用，鋼筋被銹蝕、混凝土被風(fēng)化，導(dǎo)致建筑材料的強(qiáng)度不斷降低。面對(duì)此，就需要加固和改造建筑。相對(duì)而言，碳纖維加固技術(shù)可以說(shuō)是一種技術(shù)含量相對(duì)比較高的補(bǔ)強(qiáng)加固方法。有著非常高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，并且非常值得推廣應(yīng)用。在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑行業(yè)不斷完善的過(guò)程中，碳纖維加固技術(shù)能夠?yàn)槠渥饔门c功能增添更多的優(yōu)勢(shì)。

1碳纖維加固技術(shù)的概述

從性能的角度來(lái)看，碳纖維不僅具備碳材料基本特點(diǎn)，還有紡織纖維的柔軟性。但在實(shí)際加工中，其是一種增強(qiáng)型的材料。在軸向強(qiáng)度與模量高度方面，碳纖維有著非常強(qiáng)的抗疲勞特點(diǎn)，且不會(huì)產(chǎn)生蠕變。在導(dǎo)電性與比熱方面，介于金屬與非金屬之間，熱膨脹系數(shù)相對(duì)比較小，具有良好的耐腐蝕性。纖維密度較好，X射線透過(guò)性較好，另外碳纖維有著非常好的生物相容性、敏感性以及吸能減震性，有著非常明顯的強(qiáng)度屬性。在建筑工程逐步發(fā)展的過(guò)程中，碳纖維材料基于此類特點(diǎn)被應(yīng)用的越來(lái)越廣泛[1]。但是碳纖維材料也有著其自身的不足與缺陷，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要加以注意。相對(duì)而言，碳纖維的耐沖擊力比較差，容易受損。如果是在強(qiáng)酸環(huán)境下，就很容易發(fā)生氧化作用，同時(shí)金屬?gòu)?fù)合會(huì)產(chǎn)生碳化與滲碳和電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象。因此，在建筑工程施工中，應(yīng)用碳纖維加固技術(shù)需要對(duì)相關(guān)材料表面進(jìn)行處理，以此才可避免施工期間發(fā)生不良反應(yīng)。

碳纖維加固技術(shù)本就是一種新型的加固修補(bǔ)技術(shù)，其原理就是利用樹(shù)脂類粘結(jié)材料與混凝土表面與構(gòu)件受力部位粘貼碳纖維布與碳纖維板，以此就能夠達(dá)到良好的加固效果。碳纖維加固技術(shù)所應(yīng)用的碳纖維材料是無(wú)機(jī)高分子纖維，耐水性非常好，不容易受到化學(xué)腐蝕。在建筑工程施工中，大部分的結(jié)構(gòu)物中都會(huì)進(jìn)行加固修補(bǔ)，如樓面荷載增大加固、承載力不足加固、樓宇增層加固、砌體抗震加固等。

2碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用于建筑工程

將碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用于建筑工程施工中，首先就得根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的施工操作，準(zhǔn)備好施工所需材料，如專用滾筒、刮板、底膠的主要配置材料、粘著膠的配制材料、剪刀以及角向磨關(guān)機(jī)等。隨后便可根據(jù)施工安全規(guī)程要求進(jìn)行施工。在搭設(shè)腳手架的時(shí)候，應(yīng)保持合適的施工，以此才可保證施工過(guò)程的安全性與高效性。

具體的施工工藝。在加固過(guò)程中，為保證整體構(gòu)件不會(huì)受到影響，需要在一般性工藝操作前卸載掉無(wú)關(guān)的構(gòu)件。因此碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用的第一步就是卸荷。在卸荷完成后，就可進(jìn)行基底處理。通常情況下，處理基底的時(shí)候，需要注意這么幾個(gè)方面。首先，如果建筑物的混凝土表層出現(xiàn)空鼓、蜂窩、腐蝕劣化以及剝落等現(xiàn)象，就應(yīng)徹底去除掉。如果面積比較大，還應(yīng)使用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)[2-4]。對(duì)于裂縫部位，需要進(jìn)行全封閉的處理。其次，對(duì)于混凝土表面的污物，需要使用混凝土角磨機(jī)與砂紙除去，保證建筑物構(gòu)件整體平面的平整性。如果出現(xiàn)凹凸，就需要打磨。如果是轉(zhuǎn)角的位置需要打磨成圓弧狀。最后，為保證混凝土表面干凈干燥，應(yīng)使用吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行吹掃。對(duì)于涂底膠，使用的是應(yīng)當(dāng)是PF膠。容器中主劑與固化劑的比例應(yīng)當(dāng)?shù)卯?dāng)，精確測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際溫度來(lái)決定使用量，使用期間，應(yīng)嚴(yán)格控制時(shí)間，并使用電動(dòng)攪拌器均勻的進(jìn)行攪拌。通常情況下，此項(xiàng)操作需要在1h完成，隨后需要使用滾筒刷均勻的在混凝土表層涂刷底膠，在固化6-24h后便可進(jìn)行下一程序操作。碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用期間，對(duì)于混凝土表面與模板不平整的位置，應(yīng)使用PE膠填平。在填平處理的時(shí)候，特別需要注意轉(zhuǎn)角處圓弧的處理，并根據(jù)相關(guān)程序進(jìn)行操作，并使用PE膠進(jìn)行修補(bǔ)。

在碳纖維加固處理操作的過(guò)程中，粘貼供需相對(duì)比較重要。在粘貼之前需要根據(jù)要求剪裁碳纖維布，并調(diào)配好粘貼材料和粘貼劑，此項(xiàng)操作與調(diào)配底膠相同。在粘貼的時(shí)候，需要保證粘貼劑是均勻的涂抹于粘貼部位，并利用特制的滾子進(jìn)行反復(fù)的滾壓。在滾壓的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)纖維的方向進(jìn)行滾壓。要保證粘貼的纖維布不會(huì)產(chǎn)生任何氣泡，涂刷的厚度也要相對(duì)比底膠厚，促使粘貼結(jié)膠能夠浸透于碳纖維布中，使用刮板刮涂碳纖維布表面的粘結(jié)膠，促使相互之間能夠均勻。通常情況下，需要多層粘貼，在碳纖維布表面干燥后，就可粘貼下一層，重復(fù)此項(xiàng)操作。但是需要注意的一點(diǎn)是，最后一層碳纖維布表面的FR膠需要均勻涂抹，碳纖維布根據(jù)纖維方向搭接的長(zhǎng)度應(yīng)控制在100mm，橫向的碳纖維或粘鋼固定碳纖維端部。在碳纖維加固技術(shù)完成后，還有一道比較重要的操作工藝，即保護(hù)。在各項(xiàng)操作完成后，應(yīng)在碳纖維布的表面噴防火涂料或使用抹灰進(jìn)行保護(hù)。對(duì)碳纖維工藝表面進(jìn)行保護(hù)，有利于碳纖維技術(shù)在工程建筑施工中保持更為長(zhǎng)久的作用。

3碳纖維加固技術(shù)的注意要點(diǎn)

將碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用于建筑工程中，需要對(duì)系統(tǒng)性的工程有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。根據(jù)建筑施工的實(shí)際情況，詳細(xì)細(xì)致的規(guī)劃加固所需材料與具體位置，并設(shè)計(jì)好圖紙。在實(shí)際的程序操作中，所有的工序處理都應(yīng)符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)施工前，必須控制碳纖維加固材料的質(zhì)量。根據(jù)規(guī)定檢驗(yàn)和驗(yàn)收隱蔽性工程。對(duì)于不符合質(zhì)量要求的指標(biāo)或工程，需要采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，或停工返修。

建筑工程在應(yīng)用碳纖維加固技術(shù)的時(shí)候，需要嚴(yán)格控制各項(xiàng)數(shù)據(jù)的相關(guān)要求。碳纖維片材料實(shí)際粘貼面應(yīng)大于設(shè)計(jì)面積，位置偏差不應(yīng)超過(guò)10mm。施工操作的時(shí)候需要嚴(yán)格檢查碳纖維片材與混凝土之間的粘貼質(zhì)量。在此期間，可使用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片表面。對(duì)碳纖維加固粘貼的過(guò)程中，總體效粘貼面積不應(yīng)低于95%。在碳纖維布空鼓面積尚未達(dá)到100cm的時(shí)候，就可使用針管注膠的方法進(jìn)行修補(bǔ)。但是，如果空鼓面積超過(guò)此項(xiàng)數(shù)據(jù)，就應(yīng)切除掉空鼓的碳纖維片，將等厚的碳纖維片材重新搭接，且搭接寬度應(yīng)超過(guò)100mm。同時(shí)，還應(yīng)注意處理粘貼的表面。嚴(yán)格按照規(guī)定比配膠配比，并攪拌均勻。在碳纖維加固技術(shù)處理的時(shí)候，碳纖維布的構(gòu)造必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固的相關(guān)規(guī)定。并控制施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度。在使用膠前，應(yīng)將溫度控制在50℃以內(nèi)，但不應(yīng)低于30℃，施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度不應(yīng)在零下。冬天溫度相對(duì)比較低，攪拌膠底與粘著膠的時(shí)候，應(yīng)有意識(shí)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間，可使用電爐、水浴或碘鎢燈來(lái)升高溫度。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度越來(lái)越快，人們對(duì)建筑構(gòu)造的安全性要求越來(lái)越高，但是受到內(nèi)外因素的共同影響，建筑構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化與腐蝕的現(xiàn)象，需要進(jìn)行必要的修補(bǔ)與加固處理時(shí)，將碳纖維加固處理技術(shù)應(yīng)用于其中，就能夠達(dá)到理想的效果。

參考文獻(xiàn)：

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