碳纤维补强加固混凝土技术

碳纤维补强加固混凝土技术

邵益民   ,陈炣欣

浙江华东建设工程有限公司龙游县林业水利局  浙江省杭州市  310030

摘要：在土木工程方面，由于各种原因，经常需要维修和加强现有建筑物。传统的钢筋混凝土结构由粘接钢或钢包钢加固，但实施方法复杂、繁琐、庞大且耗时。碳纤维加固是一种新的加固钢筋混凝土结构技术，是近年来国内外使用的裂缝处理和结构加固技术之一，是补强加固混凝土结构的新趋势。事实证明，用碳纤维材料加固混凝土结构是一种高效环保的技术方法。本文介绍了碳纤维加固技术的应用，为加强混凝土裂缝和结构提供参考。

关键词：碳纤维补强加固；粘贴碳纤维；应用研究

前言

随着社会经济的迅速发展，特别是改革开放之后，建筑业迅速发展。大约每隔一段时间就会有新的建筑出现在不同地区的人们面前。随着新建筑物的出现，旧建筑物的维修成为一个必须认真对待的问题。所有建筑物都有一定的设计基准寿命，我国的规定时间是五十年，对于我国建国后建造的许多房屋来说，这一期限已经非常接近甚至超过；同时，影响建筑寿命的因素有很多。因为拆除重建大量建筑明显不现实，因此混凝土加固技术应运而生。采用碳纤维加固混凝土，简而言之，这种技术使用树脂基将碳纤维粘贴到建筑表面，以封闭裂缝或增加构件的承载能力，称为CFRP。

1 碳纤维补强加固混凝土技术优势

碳纤维加固混凝土技术与传统混凝土加固技术相比具有明显优势。(1)重量轻、强度高。由于碳纤维具有特殊的物理力学性能，碳纤维的高强度、大幅度特性可在混凝土加固和维修过程中得到充分利用。另一方面，大量碳纤维加固材料现在由碳纤维板组成，通常厚度为1-2毫米，这可被视为不会增加材料的重量和体积。(2)优异的耐蚀性和耐久性。碳纤维具有稳定的化学性质，不与酸、碱和盐等化学物质发生反应。因此，碳纤维加固钢筋混凝土结构具有良好的抗化学腐蚀能力和耐久性，从而解决了其他加固方法遇到的化学腐蚀问题。(3)施工速度快。碳纤维加固后，每天可完成2至3座桥塔，而传统的钢塔为3至4天。(4)便利施工。施工现场不需要大型施工机械，占地面积小。(5)成本较低。由于碳纤维加固混凝土施工方便，可以节省人力和机械设备，减少维修次数，有效降低施工成本。(6)应用广泛。由于碳纤维可以随意切割，因此这种技术可以广泛应用于各种类型的结构和不同形式的结构。

2 碳纤维补强加固混凝土技术的应用

2.1碳纤维加固技术的设计原则

作为一项新技术，碳纤维加固混凝土结构的修复不仅具有前所未有的优势，而且具有一定的应用范围和条件。超越这些限制，滥用这些技术可能造成危险、经济和不合理的后果。首先，加固结构构件截面的最小尺寸必须符合相关规范；第二，压缩区高度、粘滞率、粘滞率和钢筋体积粘滞率仍需达到现有标准。第三种是最终销毁形式，要求加固后不改变原有结构；碳纤维布的使用效率存在问题。对于碳纤维布的相同使用，带增强效果优于整体粘结，随着碳纤维布的使用量的增加，构件抗弯性能也随之提高。当碳纤维层数较低时，改进幅度较大，随着碳纤维层数的增加，改进幅度相应减小。当碳纤维布被过度使用时，构件的破坏从碳纤维布的拉伸破坏转向混凝土的凹陷破坏，构件的拉伸减少，所以越多越好。

2.2技术准备

在施工前，还需要通过和改进一项加固计划。加固处理接收应深入分析处理，解决其构件强度形式的差异，有效分析CFRP板粘贴方式的差异。经过进一步分析和处理，确定了钢筋选择的内容，确定了主要粘贴方法，并制定了钢筋计划。首先，在基础柱周围进行填方开挖，直至到达平台位置，有效清理柱混凝土表面的碎屑，并将其呈弧形抛光。控制弧半径时，请确保半径大于20mm。加工范围约为1mm，从基础平台上方直至实施缝合，并由3层碳纤维布加固。

2.3纤维加固施工工艺流程

(1)基本表面的修复和处理

根据纤维加固施工的不同方面，有必要纠正钢筋混凝土的缺陷位置，清理混凝土表面松散的浮层，清除暴露的钢筋，并用与原混凝土相同强度的聚合物砂浆修复表面凹陷部分它的表面比较平坦，杂质可以有效地去除。

(2)粘贴碳纤维布

根据绘图结果，还需要能够有效地处理材料内容，检查加固纤维的规格和厚度，注意碳纤维的宽度，并在确定其一致性时加以考虑。在选择湿树脂后，在实际运行前对其进行补救和检查，以使其符合所提供材料的产品手册。浸渍树脂混合物应根据产品规格的具体内容有效实施，使用时间也应加以规范。物料混合时只需混合一次，完成时间应在产品规格规定的时间内控制。合成树脂时，还需要防止异物落入树脂，并采取严格措施防止灰尘落入树脂。在运行时，需要控制运行环境的温度，以使其影响相对较小。根据产品说明书的具体内容，可以有效调节混合物，其他溶剂不能添加到树脂中。其次，粘贴固定碳纤维布时，应均匀地将更换好的树脂应用于混凝土基层表面。在这一过程中，Sikadur-330混合胶用小刀或刷子涂在底漆上，涂抹量主要取决于底漆的粗糙度。最后，纤维向纤维方向的叠加长度必须控制在500毫米以上，碳纤维的粘结是必要的，以防止和避免障碍物。当遇到无法移除的障碍时，请果断地切断它们。必须根据具体情况确定中断时应采取的措施。粘贴混凝土之前，钢筋区域必须根据设计图纸的相关内容正确实施和放置。在此基础上，装配线需要确认，保持粘在混凝土基层的碳纤维布可以达到平整度，禁止24小时内破坏粘在基层的碳纤维布。此外，对于加固梁板，根据需要设计和确定插入层数。拉伸区的裂缝可在填充后用碳纤维布封闭，以控制裂缝的继续扩展。对于主拉应力引起的斜裂纹，在梁侧垂直轴上插入碳纤维布，必要时可交叉插入单向纤维布。

结束语

综上所述，碳纤维补强加固是近年来出现的一种新的加工加固技术。该技术具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀和抗疲劳等物理特性，易于切割、隐藏、广泛应用、易于实现，具有良好的技术效果和经济效益。碳纤维加固钢筋混凝土结构技术作为加强高技术建筑的一种方法，具有很高的研究、推广和社会经济效益。

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