浅谈碳纤维片材加固混凝土结构的施工工艺

【摘 要】本文介绍了碳纤维片材的施工工艺及提出了处理方法及注意事项等。

【关键词】碳纤维片材；施工工艺；质量

碳纤维增强聚合物（Carbon Fiber Reinforced Ploymer，简称CFRP）是一种新兴的高强材料，近年来在建筑工程领域的研究与应用得到了迅速发展。碳纤维用于结构加固修补的研究始于20世纪80年代美、日等发达国家，我国起步较晚，但近年来发展十分迅速。较之传统的结构加固方法，碳纤维加固技术是一种新型高效的加固修复技术，它具有高强、高效、施工便捷、使用面广、具有耐久性、耐腐蚀性和抗老化性强等优点，可用于混凝土梁、柱、楼板等的加固补强。其中碳纤维片材作为一种新的混凝土结构加固修复技术其工法主要采用“三步法”，即分别用底层树脂、找平材料和浸渍树脂的双组份树脂粘结材料，将碳纤维片材粘贴在结构构件外表面，以达到加固补强的目的，目前除了在混凝土中应用以外，正逐渐推广到砌体结构、钢结构甚至木结构的加固修复当中。其具体施工工艺如下。

1 施工工艺流程

施工准备 混凝土表面和基层处理定位及测量 配制并涂刷底胶 配制修补胶并对混凝土表面不平整处进行填补和找平处理粘贴碳纤维片材细化处理及质量验收防腐粉刷及面层防护。

2 施工准备

施工环境温度为5℃以上，并符合配套胶粘剂要求的施工温度，对需要保护、围护或隔离的设备、设施、重要部位等按照建设单位的要求提前布置到位。按具体加固部位及现场施工情况科学、合理地搭设脚手架。

3 混凝土表面和基层处理

清除被加固部位表面的抹灰层或其他粘合面层，被粘贴的混凝土表面应打磨平整，打磨混凝土表面的厚度应控制在1～2mm，用高压吹风机吹去混凝土表面浮粒，直至完全露出混凝土结构新面。对混凝土表面的油垢、污物、浮尘等，需先清理、冲刷，再对粘结面进行打磨，除去2～3mm厚表层并吹除胶粒。待混凝土表面干净后用脱脂棉蘸丙酮擦拭表面即可涂胶。需粘贴碳纤维的柱、梁转角粘贴处，应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧曲率半径不应小于20mm。混凝土表面有较大孔洞、凹陷等部位，应提前用高粘结性能的修复材料修补平整，以保证其与原混凝土粘结良好。几何尺寸超出过大及存在结构缺陷等，应提前处理。

4 定位及测量

混凝土打磨后，及时组织专业人员到现场量取粘贴碳纤维布的定位和下料尺寸，按加固设计部位放线定位，并将需粘贴碳纤维布的位置刻画在混凝土表面上。

5 配制并涂刷底胶

1、粘贴碳纤维布或片材胶按胶粘剂生产厂家的工艺配制。将原材料按不同配合比称量准确，分别配制底涂胶料、整平胶料及粘接胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌均匀，最后加入固化剂，充分搅拌至色泽均匀后即可使用。

2、搅拌时应避免雨水进入容器，按同一方向进行搅拌，容器内不得有油垢和杂质。所有胶料要求在1h内使用完毕。

3、用滚筒刷或毛刷将涂底胶料均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度≤0.4mm，不得漏刷或有流淌、气泡，底胶固化后，进行下一步工序。

6 找平处理

1、按设计要求的尺寸裁剪碳纤维片材。

2、按生产厂家提供的配方配制结构胶粘剂，用滚筒刷或毛刷均匀涂抹粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂。

3、将碳纤维片材用手轻轻压贴于需粘贴的部位。

4、采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，至胶料渗出碳纤维外表面，以挤除气泡，使胶液充分浸透碳纤维布。多层粘贴时应重复上述步骤，在碳纤维布表面结构胶粘剂指触干燥后，应立即进行下一层粘贴。碳纤维布受力方向的搭接长度应≥100mm，各搭接位置相互错开。

5、粘贴前将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。当需粘贴两层时，底层碳纤维板的两面均应擦拭干净，然后立即涂刷结构胶粘剂，胶层中央应呈拱形，平均厚度≥2mm。粘贴时用橡皮滚筒顺纤维方向均应平稳的压实，使胶液从两边挤出，保证密实无空隙。当平行粘贴多条碳纤维板时，两条板带之间的空隙应≥5mm。当需粘贴两层碳纤维板时，应连续粘贴。

7 细化处理及质量验收

粘贴碳纤维布时，应对每道工序环节进行控制，严把施工质量关。对容易出质量问题的部位，应重点检验，及时修复质量缺陷。施工的边角、搭接点、修补处是容易出现质量缺陷的部位，施工时要认真对待。

碳纤维粘贴后，必须立即检查其粘贴效果，对少量缺胶部位应及时填补到位。下道工序实施前，前道工序施工质量必须合格后方可进行。

8 防火喷刷及面层处理

粘贴碳纤维布表面应进行防火处理。加固完的梁整体表面应喷刷两遍防火涂料，柱表面需要进行抹灰并喷刷面层涂料。

9 施工安全及注意事项

施工时应远离电气设备和电源，或采取可靠度的防护措施；配套胶粘剂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射；胶粘剂的配制和使用场所应保持通风良好。

10 结束语

只要严格遵守碳纤维加固的施工工艺的流程的规定，就能够切实保证混凝土梁、柱、楼板等的加固补强。

参考文献

[1]李红山、李成杰.碳纤维加固施工应用实践，河南：河南冶金出版社，2009

[2]祝建军、张先明.碳纤维加固技术在工程改造中的应用，浙江建筑出版社，2006