关于一种碳纤维加固混凝土裂缝的施工工艺探讨

【摘要】碳纤维布加固技术是一种新型的结构加固技术,它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面,以达到对结构加固补强的目的。本文就针对碳纤维布加固施工过程进行分析,探讨碳纤维布加固的质量控制。

1 楼板和墙体的裂缝原因分析：

哈市某建筑施工时处于盛夏季节，连续高温，当时浇注该段楼板时，气温高达38℃，加上中午烈日曝晒，而设有采取覆盖或其它有效的养护措施，致使砼里的水分迅速蒸发，砼收缩而产生干缩裂缝。本文下面介绍应用一种碳纤维加固混凝土裂缝的方法。

2 楼板和墙体的裂缝检查：

2.1 检查房屋外墙是否有裂缝（有漏水的隐患）。

2.2 承重墙是否有裂缝，裂缝是否贯穿整个墙面且穿到背后，是否有倾斜性裂缝（有结构安全隐患）。

2.3 承重墙是否有贯穿裂缝且在不同楼层墙体的同一位置均出现有方向、有规则的裂缝（有结构安全隐患）。

2.4 检查楼板（地面和顶板）是否有对穿型裂缝（与房屋横梁平行的裂缝），根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》第8.1.1条规定，裂缝宽度在现行设计规范允许范围（0.3mm）内属一般缺陷，不影响现浇板的承载能力。但裂缝对结构的耐久性有不利影响。

2.5 检查楼板（地面和顶板）是否有受力裂缝，这种情况一般出现在支座处的板面，或板中部的板底。此类裂缝一般表示为与墙角呈45°的裂缝、与横梁垂直的裂缝等，这种裂缝往往不对穿，形状外宽内窄。应该说这类裂缝往往对结构安全和耐久性都有影响，是需要业主认真对待的。

2.6 阳台、雨蓬等悬挑结构板是否有贯穿裂缝（有结构安全隐患）。

3 楼板和墙体的裂缝处理措施：

楼板和墙体的裂缝处理的目的是补强砼与防渗漏水，一般采用环氧树脂灌浆与堵漏灵修补两种方法进行处理。

3.1 对裂缝大于0.5mm的县贯通楼板裂缝，采用环气树脂灌浆的方法。

3.2 宽度在0.5mm以下的楼板裂缝，采用堵漏灵修补的方法。

3.2.1 裂缝修补分化学灌浆法和表面封闭法：

裂缝修补化学灌浆法：是用压浆设备将化学浆液灌入混凝土构件裂缝的一种修补方法。因灌入的浆液能与混凝土较好地粘结并增强构件的整体性，故它可使构件恢复使用功能，提高耐久性，达到防锈补强的目的。

化学浆液有两种，一种是以环氧树脂为的环氧树脂浆液。一般用于修补0.2~0.5mm宽的裂缝；另一种是以甲基丙烯酸甲脂为主的浆液，该胶粘剂为改性环氧树脂类胶，有极强的渗透力，可彻底修复各种混凝土结构裂缝，能灌入0.05mm的细微裂缝中，一般用来修补0.2mm以下的裂缝。化学灌浆法常被用来修补因裂缝而影响使用功能的结构或因钢筋锈蚀导致结构耐久性降低的构件。如混凝土水池、水坝、梁、板裂缝修补等。采用本灌缝胶灌缝只需2kg/cm2的压力，属低压技术，即缓慢的将液体逐渐压向缝的间隙，而且是持续的压力，一般至少在10分钟以上。这时在裂缝内部产生的“呼吸”而排出体外，从而使裂缝充分被胶灌流密实；故而低压持续为本灌缝胶的最大特点，可灌入到0.05mm宽甚至更细的裂缝末端。

3.2.2 化学注浆补缝施工工艺：

（1）裂缝表面打磨处理，清除裂缝附近尘土、油污、测量裂缝宽度。

（2）确定注浆嘴位置，并预先贴上胶布，按裂缝越细间距越小的原则布置注浆嘴，一般在30-20cm之间，一条裂缝上必须设置有进浆，排气或出浆口。

（3）配制封缝用胶，用刷子添刷在裂缝上，厚约，宽20-30mm，封闭裂缝。

（4）揭去设在注浆嘴处的胶布，以粘嘴胶将注浆嘴跨缝粘牢。

（5）待粘嘴胶硬化后，重新在注浆嘴处及裂缝上补刷一次封缝胶。

（6）开始注浆前，先配制注缝浆，配制要适量，做到随配随用。

（7）将注胶器出浆嘴插入注缝浆液中，提升活塞吸入浆液，将补缝器插到注浆嘴上。拉紧手环使皮筋伸长，将手环架在活塞后座上，利用弹簧的压力，推进活塞使浆液压入裂缝。

（8）观察相邻的注浆嘴，当流出浆液时，说明两嘴间裂缝已注入浆液。松开手环，将压胶器移到另一个注浆嘴上使用。

（9）全部裂缝注完后，第二天就可铲除注浆嘴和封缝材料，清理裂缝表面。

4 碳纤维加固适用范围

碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固，同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。・隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。

工艺原理

将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料（单向连续纤维）；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

工艺流程可以归纳为：

施工准备 -砼表面处理 -涂刷底胶-构件表面残缺面修补 -粘贴碳纤维-表面养护-找平材料配置-底层或树脂配制-浸渍树脂配制编辑本段操作要点

4.1 混凝土表面处理

4.1.1 土构件表面的残缺、破损部分清除干净。

4.1.2 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。

4.1.3 缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

4.1.4 打磨：将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修复后的构件表面尽量平顺。

4.1.5 洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

4.2 缺陷部位涂刷底胶:配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。

4.3 构件表面残缺面的修补:氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步，要点如下：

4.3.1 子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。

4.3.2 件表面凹陷部位用环氧腻子填平，修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时，要在气温-5℃以上，相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。

4.4 涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。

4.5 粘贴碳纤维

粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上，相对湿度RH>85%时，如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损，在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料，每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏，材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下：

4.5.1 粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。

4.5.2 贴时，在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次，使树脂渗浸入碳纤维中。

4.6 养护

粘贴碳纤维材料后，需自然养护1-2小时达到初期固化，应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。

4.7 涂装

若加固补强构件需要防火时， 可在树脂固化后涂刷耐火涂层。涂装应在树脂初期固化后进行，并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定