碳纤维布在中小型水库除险加固工程中的应用

摘 要：所谓的碳纤维布加固技术就是将碳纤维布利用配套胶粘贴在混凝土结构的表面上，让两者在使用过程中联合受力，从而对混凝土结构起到一个很好的加固补强作用。目前，在工程施工中，由于碳纤维布可以有效的改善混凝土结构的强度和韧性，使得工程结构额稳定性和耐久性得到有效的提高，因此在工程施工中得到了人们的广泛应用。本文通过对在中小型水库出险加固工程中碳纤维布材料要求和施工工艺进行详细的介绍，讨论了碳纤维布在中小型水库加固工程中的实际应用，以供相关人士参考。

关键词：中小型水库；碳纤维布；加固；应用

碳纤维布在实际应用的过程中，其加固原理十分的简单，就是将碳纤维布通过高性能的粘结剂粘贴在混凝土结构受损的位置，使其碳纤维在和混凝土结构在共同受力的情况下融为一体，从而有效的提高混凝土结构的承载能力，起到一个良好的补强加固效果。由于这种碳纤维布有着碳纤维布有着良好的加固效果，而且施工成本比较低，因此已经广泛的应用在各个领域当中。其中因为在中小型水库加固除险工程施工中，其投资规模比较小，而且施工工期要求比较紧，工程结构比较复杂，所以采用碳纤维布加固技术，有效的提高中小型水库混凝土结构的承载能力。下面我们就对碳纤维布在中小型水库加固工程中的实际应用进行了简要的介绍。

1 碳纤维布材料要求

碳纤维材料作为一种新型的符合材料，在混凝土结构加固工程当中有着优秀的力学性能。通过相关试验，我们发现其碳纤维材料的抗拉强度，和普通的钢结构材料相比，碳纤维材料的抗拉强度是施工钢材结构强度的十几倍。不过，为了方便工程施工和实际应用，人们将碳纤维材料做成碳纤维布的形式，应用到工程混凝土结构加固当中，但是因为在制成碳纤维布以后，其碳纤维结构中有许多碳纤维丝很难同时的工作，所以人们就使用粘结剂将碳纤维布粘贴到混凝土结构当中，这样也大大提高了混凝土结构的抗拉强度，从而起到良好的加固效果。

而在碳纤维布使用的过程中，人们所选用的纤维材料必须是连续纤维，并且根据工程施工的要求对采用聚丙烯腈基12K及其以下的小丝束纤维，并且其厚度为0.111mm，质量为200g/m2，而且为了满足工程的施工标准，人员所选用碳纤维布的抗拉强度不得低于4100MPa，其伸长率不得低于2%。而且在对混凝土结构进行加固的时候，我们所采用的粘结剂，是专用的粘结胶，而且有着生产厂家的质量检测报告和合格证书。

2 碳纤维布在中小型石窟除险加固工程中的施工要点

2.1 施工工艺流程

施工工艺流程为：表面处理涂刷底层胶整平结合面粘贴碳纤维布固化养护。

2.2 表面处理

2.2.1 用角磨机除去混凝土表面浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。将构件基面的混凝土表面打磨平整，尤其对表面凸出部位磨平，转角粘贴处进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥20mm）。消除表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀以及修补部位粘结不实的混凝土，露出混凝土结构层，并用环氧树脂腻子将表面修复平整。

2.2.2 清理后的基面用压缩空气除去粉尘或用清水洗干净，待完全干燥后用脱脂棉沾丙酮擦拭表面。

2.2.3 钢筋露出部位须做防锈处理。

2.3 涂刷底层胶

2.3.1 由于环境温度、湿度和混凝土表面的干燥程度影响底胶粘结性能，为保证质量，施工环境温度应不低于5℃，湿度应不高于85%，混凝土表面含水量应在10%以下的干燥状况。

2.3.2 按产品规定配比、工艺配底胶，根据现场实际气温决定底胶用量并严格控制使用时间，一般情况下20-50mm内用完。

2.3.3 用滚筒刷或毛刷将底胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不得超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，待胶固化后（固化时间视现场气温定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2h），再进行下一道工序。

2.4 整平结合面

按规定配制树脂腻子找平材料后，用找平材料将混凝土表面凹陷部位填补平整，特别是模板接头部位等有高差部位，尽量填补平整以减少高度差，且不应有棱角。转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧，半径应不小于20mm。找平材料表面指触干燥后立即进行下一道工序。

2.5 粘贴碳纤维布

先粘贴垂直于轴向的碳纤维布，再粘贴平等于轴向的碳纤维布。具体工序如下：

2.5.1 按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。为便于粘贴，裁剪好的碳纤维布卷在小圆棍或圆筒上，并编号以备使用。裁剪和卷布过程中保持碳纤维布表面无灰尘、杂物。

2.5.2 根据需粘贴的碳纤维量确定所需JH型粘碳胶的数量，按产品供应商提供的工艺规定配制JH型粘碳胶，并用JH型粘碳胶涂于牛腿表面。

2.5.3 用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤出气泡，使JH型粘碳胶充分浸透碳纤维布。滚压时不得损伤碳纤维布。

2.5.4 多层粘贴重复上述步骤，应在纤维表面浸渍树脂指触干燥后立即进行下一层的粘贴。最后再滚一层JH型粘碳胶并多次滚压使其渗入碳纤维布。

2.6 固化养护

环境温度在20℃以上时，初期硬化养护时间约1天，养护1周后方可进行施工质量检测；环境温度在10T：～20℃时，初期硬化养护时间约l～2天，养护1。2周后方可进行施工质量检测；环境温度在10℃以下时，初期硬化养护时间约2天，养护2周后方可进行施工质量检测。粘贴后初期硬化期内，不允许对片材进行锤击、移动或高温处理。

3 施工注意事项

3.1 粘贴碳纤维布时必须驱除纤维丝内的空气，使碳纤维布表面平整，出现空鼓，面积少于100cm：时，采用针管注浆方法填实空鼓；空鼓面积超过100cm时，应切除后重贴。

3.2 碳纤维布沿受力方向搭接时，搭接长度应不小于100ram。当采用多条或多层碳纤维布加固时，各层纤维之间的搭接位置应相互错开。

3.3 碳纤维布为导电材料，施工对应采取有效的保护措施。

4 实施后效果

目前在中小型水库出险加固工程施工中，碳纤维加固技术应用的十分广泛，其施工后的效果主要有以下几个特点：

4.1 有着良好的力学性能和加固效果，和普通的钢结构材料相比，其碳纤维材料有着极强的抗拉强度。

4.2 采用碳纤维布加固技术对受损的混凝土结构加固，可以很好的提高混凝土结构的承载能力。

4.3 这种碳纤维布加固技术，有效的节约了工程的施工成本，提高了工程施工的经济效益。

结束语

目前，由于碳纤维加固技术可以很好的提高混凝土结构的承载能力，因此将工程施工中得到了人们的广泛应用。而且在实际应用的过程中，这种施工技术不仅有效提高了混凝土结构的加固效果，还节约了工程的施工成本。不过，在实际应用的过程，这种加固技术还存在着一定的问题，因此施工人员还要在实践过程当中，对其加固进行不断的改进和完善。

参考文献

[1]朱立冬，李亚利，齐宝莹.碳纤维布加固技术在水利工程中的应用[J].东北水利水电，2010（0）.

[2]朱立冬，李亚利，齐宝莹，单亚芳.碳纤维布加固技术在水利工程中的应用[J].吉林勘察设计，2008（Z1）.