碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)施工要點(diǎn)解析

王明智

（甘肅第六建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅蘭州 730030）

在建筑行業(yè)運(yùn)行及發(fā)展中，混凝土施工作為較為重要的技術(shù)形式，施工單位要根據(jù)工程項(xiàng)目特點(diǎn)，構(gòu)建全新的施工管理方案，以提高工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量。但是，受施工環(huán)境以及施工工序的影響，會(huì)在一定程度上影響混凝土施工的穩(wěn)定性。通過碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的使用，可以結(jié)合工程項(xiàng)目的基本特點(diǎn)，明確工程項(xiàng)目的施工要點(diǎn)，保證各項(xiàng)施工工序的穩(wěn)步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)施工的目的。

1 碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)及原理

1.1 碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)

對(duì)于碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，作為建筑工程中新型的加固技術(shù)，通過與建筑工程項(xiàng)目的結(jié)合，可以在樹脂材料使用中將碳纖維粘貼在構(gòu)件表面，從而形成復(fù)合型的施工材料，以提高材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的協(xié)同性，以達(dá)到結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固的目的[1]。碳纖維復(fù)合材料加固作用主要體現(xiàn)在以下方面：①提高抗拉強(qiáng)度的彈性模型。對(duì)于碳纖維材料，其作為一種柔性材料形式，通過任意剪裁、自由設(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)碳纖維結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，并通過加固修補(bǔ)，會(huì)增強(qiáng)碳纖維的強(qiáng)度、彈性，改善碳纖維復(fù)合材料的承載力，實(shí)現(xiàn)材料加固修補(bǔ)的目的；②簡(jiǎn)化施工工序，提高施工效率。通過分析碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)的使用情況，工程中不需要使用大型施工及進(jìn)行輔助，而且工程材料的占地面積較少，施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，也可以增強(qiáng)材料的粘固效果；③有效密封混凝土裂縫。在碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)使用的過程中，運(yùn)用碳纖維復(fù)合材料，以增強(qiáng)混凝土裂縫的處理效果，及時(shí)改善裂縫形態(tài)，增強(qiáng)混凝土的整體剛度。

1.2 技術(shù)原理

在碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)使用中，碳纖維材料有較高的強(qiáng)度及彈性，材料質(zhì)量較輕且存在耐腐蝕性的特點(diǎn)，其技術(shù)原理包括：①梁體加固。在建筑工程項(xiàng)目施工中，碳纖維復(fù)合材料作為加固技術(shù)的一種，在實(shí)際的使用中，通過碳纖維材料與混凝土的融合，可以增強(qiáng)工程項(xiàng)目的承載能力，而且也可以在碳纖維布粘貼的過程中增強(qiáng)梁體拉力，從而達(dá)到協(xié)同工作的目的。但是，在碳纖維結(jié)構(gòu)材料使用中，受到材料限度的影響，會(huì)使材料在極限影響下發(fā)生斷裂，導(dǎo)致梁的脆性增加。而且，在混凝土壓迫梁體的情況下，通過碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)的使用，可以提高材料的延展性；②粘結(jié)錨固。對(duì)于這一技術(shù)原理而言，施工單位在實(shí)際的施工中，需要掌握碳纖維織物與混凝土之間的粘結(jié)作用，將這一理念運(yùn)用在混凝土結(jié)構(gòu)中，不僅可以提高纖維織物的彈性模量，而且也可以達(dá)到伸長(zhǎng)變形的目的。因此，在碳纖維布錨固端的集中應(yīng)力分析中，通過與粘結(jié)力性能的融合，提高工程項(xiàng)目的施工質(zhì)量[2]。

2 工程概況

該工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)梁的混凝土強(qiáng)度為C30，為增強(qiáng)工程項(xiàng)目的整體效果，在施工管理中，需要按照建筑工程標(biāo)準(zhǔn)，確定工程項(xiàng)目的加固方案。在加固方案確定中，應(yīng)該結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，采用碳纖維布進(jìn)行加固，材料新能指標(biāo)包括：①碳纖維布的設(shè)計(jì)厚度為0.167mm；②碳纖維布的抗拉強(qiáng)度為4900MPa；③碳纖維布的彈性模量為2.3105MPa。

3 碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)的施工要點(diǎn)

3.1 工程項(xiàng)目的施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備內(nèi)容包括：①施工單位要全面了解設(shè)計(jì)圖紙，掌握施工意圖；②在實(shí)際的工程項(xiàng)目施工中，為了保證加固混凝土結(jié)構(gòu)施工與工程需求相符，施工單位需要按照實(shí)際情況，確定具體施工操作方案；③基底處理技術(shù)。在碳纖維復(fù)合材料加固中，基底處理作為較為重要的組成，工程表面容易出現(xiàn)表面剝落、腐蝕等問題，所以在基底處理中，需要進(jìn)行材料修復(fù)、麻面處理等，提高混凝土結(jié)構(gòu)的平整性，為之后的加固處理提供支持；④由于碳纖維布以及材料存在易燃燒的問題，實(shí)際施工中需要嚴(yán)格控制火源，提高建筑工程施工質(zhì)量[3]。

3.2 碳纖維加固

碳纖維擊鼓施工步驟包括：①涂刷底層樹脂。根據(jù)碳纖維復(fù)合材料的工程特點(diǎn)，在加固混凝土結(jié)構(gòu)施工中，需要涂刷樹脂底層，通過混凝土基地表面的清理及去灰，保證混凝土表面的干燥、無塵。而且在容器內(nèi)的材料處理中，需要使用電動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行攪動(dòng)處理，其時(shí)間維持在2～3min，在顏色均勻后準(zhǔn)備或許施工；②找平處理。在建筑工程的找平處理中，施工單位需要在底層樹脂干燥之后，將找平樹脂材料以及固化劑按照2:1 的狀態(tài)進(jìn)行混合，避免混凝土表面不均勻問題的出現(xiàn)。需要注意的是，在混凝土加固完成之后，一定要保持現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)，在充分固定之后進(jìn)行下一步施工。因此，在碳纖維復(fù)合材料加固中，為了更好地提高工程項(xiàng)目，施工人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需求，確定碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)施工方案，并根據(jù)工程項(xiàng)目的需求及施工特點(diǎn)，構(gòu)建針對(duì)性的施工管理方案，避免實(shí)際工程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題，提高工程項(xiàng)目的安全性，實(shí)現(xiàn)行業(yè)持續(xù)運(yùn)行及穩(wěn)步發(fā)展的目的。

3.3 施工操作方案

實(shí)際的碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)施工中，施工單位需要結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，細(xì)化施工操作步驟，通常情況下需要做到：①對(duì)于工程項(xiàng)目施工人員，在實(shí)際的施工中，需要按照?qǐng)D紙進(jìn)行施工，準(zhǔn)確裁量碳纖維布，保證材料寬度及尺寸的合理性；在碳纖維布的基地處理中，如果施工人員發(fā)現(xiàn)混凝土表面出現(xiàn)剝落、腐蝕等問題，需要將其剔除，并對(duì)剔除的部位進(jìn)行修補(bǔ)，為之后的施工提供參考。在裂縫修補(bǔ)中，需要對(duì)裂縫問題進(jìn)行封閉處理，施工人員可以使用磨機(jī)去除油污，以便有效增強(qiáng)混凝土施工的整體效果，避免凸出位置的出現(xiàn)，提高碳纖維復(fù)合材料加固處理的有效性；②專業(yè)技術(shù)人員要按照設(shè)計(jì)圖紙確定位置，之后粘貼加固碳纖維布的位置，避免加固位置不合理問題的出現(xiàn)；③涂底膠。在碳纖維復(fù)合材料加固中，為了提高底膠涂抹的有效性，施工人員需要按照一定的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行主劑、固化劑的科學(xué)調(diào)配，并結(jié)合施工場(chǎng)地的實(shí)際情況控制調(diào)配溫度及用量，以增強(qiáng)涂底膠的整體效果。需要注意的是，在涂底膠時(shí)，如果使用滾筒刷進(jìn)行混凝土涂抹時(shí)，厚度一定不能超過0.4mm，并保證涂抹環(huán)境的干燥、整潔。如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土表面有凹陷問題，需要使用刮刀填平，保證材料填平結(jié)果的穩(wěn)定性。而且，在涂刷樹脂的過程中，應(yīng)該將浸漬樹脂與固化劑的比例控制在2:1 的狀態(tài)，并在材料符合標(biāo)準(zhǔn)之后，使用電動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌處理，材料拌和結(jié)束后要大面積涂刷；④碳纖維布加固處理中，需要進(jìn)行找平處理，施工人員要用手輕輕按壓碳纖維結(jié)構(gòu)，并通過多次的滾壓避免氣泡的出現(xiàn)，同時(shí)使樹脂充分浸潤(rùn)，提高碳纖維布加固處理的有效性；⑤在碳纖維不粘貼完成之后，要均勻涂刷樹脂；⑥粘貼碳纖維板時(shí)，需要將建筑材料表面擦拭到無粉塵的狀態(tài)，厚度一定不能小于2mm。在多層黏貼的情況下，需要使用干燥的接觸方法，在一層碳纖維布干燥之后才可以進(jìn)行下一層的膠料粘結(jié)，以保證黏結(jié)效果的穩(wěn)定性；⑦在碳纖維結(jié)構(gòu)布置完成之后，一定要避免過長(zhǎng)粘貼問題的出現(xiàn)，實(shí)際的搭接長(zhǎng)度一定不能低于100mm，增強(qiáng)碳纖維結(jié)構(gòu)施工的有效性[4]。

3.4 質(zhì)量管理

結(jié)合碳纖維復(fù)合材料加固工程的項(xiàng)目特點(diǎn)，施工單位需要根據(jù)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)細(xì)化質(zhì)量控制及管理方案：①材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，施工單位需要認(rèn)真檢查碳纖維布或是材料的產(chǎn)品合格證，在材料及設(shè)備符合工程標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行后續(xù)施工；②在粘貼碳纖維布式，施工人員一定要檢查材料的粘貼質(zhì)量，粘貼的總有效面積一定不能低于95%，保證材料磨平處理之后進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)連接，以增強(qiáng)碳纖維工程項(xiàng)目的施工效果；③根據(jù)工程項(xiàng)目的施工特點(diǎn)，在碳纖維復(fù)合材料加固使用中，為了保證施工工序的安全性，施工單位需要結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，進(jìn)行碳纖維布的使用。如，在材料使用中，一定要避免陽光直射，遠(yuǎn)離火源，時(shí)刻保持施工現(xiàn)場(chǎng)有良好的通風(fēng)，展現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料加固的使用目的。

4 結(jié)束語

總而言之，在碳纖維復(fù)合材料加固中，為了更好地提高工程項(xiàng)目，施工人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際需求，確定碳纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)施工方案，并根據(jù)工程項(xiàng)目的需求及施工特點(diǎn)，構(gòu)建針對(duì)性的施工管理方案，避免實(shí)際工程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題，提高工程項(xiàng)目的安全性，實(shí)現(xiàn)行業(yè)持續(xù)發(fā)展的目的。而且，在實(shí)際的碳纖維符合材料加固處理中，為了提高混凝土工程的穩(wěn)定性，施工單位應(yīng)該根據(jù)碳纖維復(fù)合材料的特點(diǎn)，進(jìn)行施工前期準(zhǔn)備，并通過碳纖維加固、施工方案的調(diào)整等，保證各個(gè)工序穩(wěn)步進(jìn)行，增強(qiáng)碳纖維材料加固混凝土施工的整體效果。