谈谈碳纤维布在楼宇改造中的应用

〔摘要〕本文以我公司的一工程实例，该商场原为市场、办公一体的综合楼宇，一～三层为综合性批发市场，四层为办公区。现市场需要，将四楼办公区改为批发市场。探讨碳纤维布在楼宇改造加固工程中的应用及其技术特点，论述了施工流程与现场施工方法。

〔关键词〕碳纤维布；楼宇改造；加固工程；应用；技术特点

碳纤维布加固技术是指采用高性能粘结剂，将碳纤维布粘贴在墙体或混凝土构件表面，使两者共同工作，有效提高构件的极限承载力和改善构件的变形性能，采用合理的粘贴构造和锚固措施，以达到效好的加固效果，在国外及内地经济发达地区已广为应用。随着我区经济建设和建筑事业的飞速发展，现有建筑中有部分由于原设计荷载标准低，一些建筑使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，需进行维修加固补强，碳纤维加固修补技术也因为其独特的优势逐渐得以推广。工程概况

该商场原为市场、办公一体的综合楼宇，一～三层为综合性批发市场，四层为办公区。现市场需要，将四楼办公区改为批发市场。需在三楼顶板进行钢筋砼板梁切割，用切割机进行分块切割出6100mm×9000mm的洞口，加设一部扶梯；另分块切割出3处4000mm×4000mm的洞口，增加三个行人楼梯。因楼面大面积开洞、四楼使用功能变化，导致楼层结构、荷载发生改变。经设计和计算，需对开孔周边的钢筋混凝土楼板、梁、柱进行碳纤维加固。而根据商场的实际经营情况，在进行粘贴碳纤维布加固工程中，采取局部封闭，不影响一～三层市场的正常营业。

一、 本工程使用由瑞士Sika公司生产的SikaWrap-301C碳纤维布和Sikadur-330浸渍树脂，它们的主要技术参数分别为：

1、 SikaWrap-301C碳纤维布：

单位面积重量300g/m2±5％

纤维布设计厚度0.17mm（基于含碳总量）

纤维拉伸强度4900N/mm2（额定）

纤维拉伸模量E230.000N/mm2（额定）

纤维布长度50m/卷

纤维宽度500mm

2、 Sikadur-330浸渍树脂

颜 色组份A：白色，组份B：灰色

拉伸强度固化：＋230C下，7天：30N/mm2

弯曲模量E 固化：＋230C下，7天：3800N/mm2

密度（200C）1.31kg/L（组份A＋B混合）

二、 施工流程与现场施工方法

碳纤维加固施工流程为：混凝土基底修补、打磨处理涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理涂涮浸渍树脂粘贴碳纤维布表面进行防护处理。

3、1混凝土基底修补、打磨处理

（1）表面裂缝及孔洞处理。采用碳纤维胶粘结剂进行修补充密实。

（2）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净、对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分，用专用黏结进行修补、复原。

（3）将构件表面沿碳纤维粘贴结合面打磨平整，要求平整度应达到5mm/m，保证修复后的段差要尽量平顺；棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径须≥20mm。

（4）结构或构件表面打磨后，用压缩空气将表面灰尘和杂物清理掉，清洗残留粉尘，并使表面充分干燥。

3、2涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理

（1）用滚筒刷均匀地将底层涂料刷于混凝土表面，指触干燥后才能进行下一道工序的施工。底层涂料指触干燥或固化后，表面上的凸起部分要用砂布或角磨机磨平并清洗去尘。

（2）构件表面凹陷部位应用粘结剂填平，内角（段差、起拱等）要用粘结剂填补，使之平顺。腻子涂刮后，表面仍在的凹凸糙纹的，应再用砂纸打磨平整。

3．3涂刷浸渍树脂

把浸渍树脂按规定的比例称量准确，装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。

3．4粘贴碳纤维布

（1）按设计尺寸裁减碳纤维布，纤维顺长方向碳纤维布的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结剂，在碳纤维布宽度方向不需要搭接。

（2）将裁剪好的碳纤维织物敷在涂好粘结剂的基层上，贴碳纤维布前用滚简刷均匀地涂抹粘贴用粘贴剂，称为下涂。贴碳纤维布时，在碳纤维布和树脂之间尽量不要有空气。可用特制滚简沿着纤维方向在碳纤维布上滚压多次，使树脂渗浸进纤维中并挤除气泡。滚压时要小心操作，不得损伤碳纤维布。

（3）碳纤维布粘贴施工完毕30分钟后，在用滚简刷在表面均匀涂抹粘贴用粘结剂，使粘结剂能充分渗透到碳纤维里面，称为上涂。

（4）第二层碳纤维布粘贴则重复一层步骤，并保证底层粘贴的碳纤维布上涂黏结剂已指触干燥，才能粘贴第二层。

（5）第二层碳纤维织物的表面应均匀涂抹一道粘结剂应涂刷均匀、周边整齐。

粘贴碳纤维布，按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146:2003的要求进行操作。

3．5表面进行防护处理

碳纤维布施工后，按设计要求做表面防护，要保证防护材料与碳纤维布之间有可靠的粘结（要求粘结材料的正拉粘结强度满足设计要求）。加固完成后按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》相关规定进行检验及验收。

该工程于2009年7月动工，在不影响市场的正常营业情况下，于2009年9月顺利的完成了楼宇加固改造工程，并已验收合格。

通过本工程实例，碳纤维布加固技术特点总结如下：

1、抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍，可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能。

2、自身重量轻，不增加加固构件的体积和自重，不影响建筑物的使用功能。

3、耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

4、施工方便快捷、表面恢复处理方便，省力节时、施工质量易于保证。

5、适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固，并且不受建筑物的造型限制。

当然，在碳纤维布加固工程中，我们还应注意以下几点：

1、碳纤维布材料导电性能强、防火性能差，所以施工过程中，一定要做好现场的防火、防电工作，避免造成不必要的损失。

2、因为碳纤维材料的应用日益广泛，内地各种生产厂家也不断增加，生产出来的产品也良莠不齐，所以我们在使用材料时，一定要根据设计院所提供的对碳纤维布的技术指标，选择经过国家检测机构检测合格、符合设计要求的产品。

3、碳纤维布起到结构补强的关键在于它与原有建筑的粘结上，高强度粘结剂的质量直接影响到加固工程的安全，而且不同厂家的粘结剂还存在着与碳纤维布是否适配的问题。所以，我们在选择材料时一定要选择，由专业检测机构认定的适配性检测合格的产品。

4、碳纤维布加固工程之中，对基面处理、粘结剂使用的比例、操作时间的控制等工序上要求严格，作为项目的管理者必须严格按照施工工艺的要求，严把每一道程序的质量，才能完成合格的加固工程。

综上所述，碳纤维布加固与传统的加固手段相比，是一种较新的加固技术，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量容易保证，基本不增加结构尺寸和自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。且采用碳纤维布加固技术，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。由于碳纤维布加固以其出色的加固效果和技术优势，在楼宇改造加固工程中将得到越来越广泛的应用。