时间：2023-09-18 19:52:25
关键词：碳纤维布 桥梁加固 维修
当前，桥梁老化、桥梁裂缝、桥梁破损等病害问题普遍存在。虽然这些桥梁都出现了病害，但是还具有使用价值，如果重新建设，需要花费大量的资金，造成资金浪费。为了保证桥梁的荷载等级和承载力，需要对桥梁进行加固。碳纤维布作为一种新型的加固方法在控制裂缝发展、提升桥梁的抗剪能力方面具有良好效果。
1.案例介绍
某桥梁于90年代建立，设计一级公路标准。公路桥梁由双向车道构成，最后形成两个半幅桥，在桥的中间设有分车道，桥的宽度和长度分别23.8m，91m，桥梁上部结构采用空心板梁，下部结构使用双柱式钻孔灌注桩墩台，桩径除了两个桥台为φ1.3m，其他墩的直径为φ1.2m。
2.造成的危害
比较容易导致主梁出现裂纹，受弯距作用的影响，腹板跨中范围内易于出现竖向的裂纹；受剪力作用的影响，腹板支座范围内易于出现斜向的裂纹；梁端支座处的混凝土强度较低、受支座处冲击力等影响，有的梁支点到端头的范围内腹板出现斜向裂纹，还有几个桥墩的梁腹板出现裂纹。对梁结构理论进行了充分的论证、认真核查桥梁技术以及荷载试验，维修梁腹板出现的裂纹可以采取以下几种办法：①采取维修加固补强技术来提升桥梁的承载能力，使其符合桥梁的使用标准；②将桥梁的现有危害处理好，使桥梁的耐久性得到提高；③对桥梁进行改造，使其改造后可以达到一、二类梁的标准。
3.碳纤维布加固的特征及原理
3.1加固的特征
（1）碳纤维布是一种布状材料，它具有较高的弹性和强度，是碳纤维按照单一的方向连续编制而成的。在使用的时候需要用专用结构胶或者是环氧树脂进行粘结，将其粘在需要加固的混凝土构件上，当树脂固态化以后就会构成新的受力体，原构件和高性能的碳纤维一起来承担荷载，从而实现加固的要求。
（2）碳纤维的自身重量比较轻，它的重量是钢筋的五分之一，使用碳纤维不会加重结构的重量。碳纤维的抗拉强度较高，可以达到普通钢板的十倍以上。碳纤维具有较强的弹性，它可以使钢筋混凝土中钢筋应力得到较好的降低。
（3）碳纤维具有较好的化学性能，它的化学结构非常稳定，遇到酸碱等化学介质不会出现腐蚀的情况，具有较好的耐热、耐寒性能，在盐碱环境中和露天施工场地比较适合使用。
（4）碳纤维质地柔软，可以在任何情况下使用，施工和运输都比较便利，不需要使用专业的设备和大型机械来运输，这样可以使施工费用得到有效的控制，使工程的施工期得到有效缩短。
3.2加固的原理
碳纤维的排列方向不同其拉伸强度就会不一样，当碳纤维拉伸的方向与受力方向是一样的时候，拉伸强度就会较高，相反，拉伸强度就会降低。通常情况下，构件受到弯距影响，构件的受压区域就会产生裂纹，将碳纤维布粘贴到受拉区表面，构件受到荷载的压力作用以后，裂纹无法实现进一步的延伸。所以，跨中出现的细小裂纹被均匀地分布在构件的受拉区域，导致构件截面的受压区域高度增加，受碳纤维的作用，受弯构件的承载能力也会得到有效的提升。
4.施工流程以及施工技术
使用专业的碳纤维布和粘贴树脂，依据设计的要求粘贴于混凝土的表面，实现结构物增强补强效果的作用，材料及性能的详细信息详见下表1所示。
4.1施工程序
施工准备阶段处理混凝土表面粉刷底层树脂找平处理粘贴树脂或者是浸泡树脂碳纤维布粘贴处理表面。
4.2施工技术
（1）被加固的混凝土表面需要进行打磨处理，将表面的风化层处理干净，使其裸漏出新茬，将表面灰尘清理干净，依据设计要求对裂纹实施灌缝处理，表面使用修复材料将其修理平整，接着粉刷底层树脂。表层粉刷的树脂按照设计的要求配置并搅拌均匀，粉刷墙面的时候使用短毛滚刷施工，确保粉刷均匀。底层树脂干燥以后，按照设计要求来配置找平树脂，将基层找平，确保没有凸凹之处。
（2）浸渍树脂的粉刷。当找平树脂基本凝固以后，按照设计的要求来配置浸渍树脂，浸渍树脂搅拌均匀以后，在粘贴处均匀的粉刷，厚度保持在5mm左右，一定要确保厚度均匀，一定要完全粉刷不可以有遗漏的地方。
（3）碳纤维布的粘贴。碳纤维布按照一定的方向展开并拉紧，将其平铺在浸渍树脂的表面，轻轻地按压，使用专业的工具按照一定的方向来反复滚压碳纤维布，确保里面没有空气存在，使浸渍树脂和碳纤维布紧密地粘贴在一起，碳纤维布一定要铺平不可以有气泡存在。
（4）如果需要多层粘贴可以重复以上操作流程，碳纤维布表层的浸渍树脂凝固以后立即进行下一层的施工。当最后一层碳纤维布粘贴好以后，应该进行最后一次的压实，再将浸渍树脂均匀地涂抹在表面。加固层要想完全固化需要一周的时间，当加固层完成固化以后可以按照设计的要求来进行表层装饰。施工的时候，外部环境要保持在5℃以上，配套树脂的施工温度一定要控制好，环境温度和基材表面的温度要相差不太，湿度要控制在85%以内。
4.3工程总结
碳纤维布的施工特点为具有较强的耐久性、强度以及弹性。碳纤维布的抗拉强度要比钢材的抗拉强度高出十倍左右，使用环氧树脂将其与钢筋混凝土粘贴在一起，使构件和碳纤维布形成一个有机体，使补强效果得到明显的提升[3]。碳纤维布的重量比较轻，施工的时候不需要使用大型机械设备辅助施工，碳纤维布自身较薄，所占空间较小。由于该工程加固的空间比较紧，使用碳纤维布可以较好地体现出施工效果，同时还具有较强的耐久性。加固的时候，使用的是配套树脂和碳纤维，因此不会发生生锈的情况，同时具有较强的抗腐蚀性，当遇到酸、碱等物质的时候也不会被腐蚀。碳纤维布具有较强的耐热性和抗化学性，因此外观比较美观，能够保持结构的原来形状。碳纤维布在施工的时候，可以随着构件的形状进行剪裁，修复和补强不会使构件受到任何的影响，表面可以自由地粉刷、装饰，且施工比较方便。碳纤维布施工不需要大型机械设备和大量人力，使用碳纤维布来加固桥梁的主梁可以节省大量的投入资金，可以有效缩短施工周期，施工中不断交的要求也可以轻松实现，使工程的经济效益得到明显的提升。为了确保新技术的普及，相关单位一定要及时地制定完善的设计、施工以及竣工验收方案，从而确保新技术可以迅速投入使用。
5.结论
旧桥加固使用碳纤维布粘贴技术已经得到了国际的普遍认可，该技术已经被广泛使用，得到了有关部门的足够重视。经过大量的实践表明，碳纤维布加固技术是我国未来旧桥加固使用的主要技术，该技术具有很多的优点，比如自重较轻、施工周期短以及施工比较方便等。该项目施工受到很多因素的制约，维修后的质量需要经过一段时间的观测才能知道效果如何，经过认真的分析整理相关的信息，可以更加准确地评价旧桥碳纤维布加固的效果，认真总结施工经验，为今后该项技术的普及和推广打下坚实的基础。
参考文献：
[1]叶列平，崔卫，邱清瑞等.碳纤维布加固混凝土构件正截面受弯承载力分析[J].建筑结构，2001（03）：3-5+12.
[2]李忠献，张媛，景萌.碳纤维布加固复合受力钢筋混凝土箱梁抗扭性能的非线性有限元分析[J].工程力学，2006（A01）：122-127.
[3]李素兰.预应力CFRP加固桥梁抗弯性能的理论分析与数值模拟[D].武汉：武汉理工大学，2008.
关键词：碳纤维布；结构加固；应用
中途分类号：O434.19 文献标识码：A 文章编号：
一、碳纤维布的特性
碳纤维布的特性表下在以下几个方面：首先具备较好的力学性能，与普通的钢材相比，碳纤维布的抗拉强度至少是前者的十倍以上，其弹性模量接近钢，自重轻，所以在结构加固工程中利用碳纤维布可以大幅改善构件的延性、承载力以及受力性能等
二、碳纤维布的补强加固原理
利用碳纤维布加固构件的基本原理如下：将碳纤维布粘贴于构件的受拉区，对钢筋的受拉性能起到一定的补充甚至代替作用，改善构件的抗弯承载力。在构件受拉区粘贴碳纤维布后，碳纤维布在受拉区开裂前的应变相对较小，基本上不会发挥抗拉作用；一旦构件发生变形或开裂，则碳纤维布会逐渐与构件共同受力，此时应变会快速增长；直至构件屈服后，碳纤维布的作用就会充分发挥出来，体现出其高强、高效的性能。尽管碳纤维材料具备优良的力学性能，但是一旦其被织成碳纤维布，并不能保证布上的每根碳纤维丝均可以均匀受力、同时工作，一旦其中部分碳纤维丝受到较大的荷载，会很快达到最大工作强度，最终被破坏掉。为了解决该问题，碳纤维布中使用了黏贴剂，以保证每根碳纤维丝可以同时受力，则时承担荷载，提升碳纤维布整体的工作强度。在具体粘贴施工过程中，要充分考虑各层的共同工作系数、抗疲劳能力、防止出现脆性破坏等因素，通常层数要少于5层；此外，基于受力性能角度来看，多层不如单层、宽幅不如窄幅，如有必要可以纵向搭接，不过搭接长度至少大于20cm，并且头部的锚固要可靠。
三、碳纤维布的施工工艺
具体而言碳纤维布用于结构加固的工艺流程如下：首先进行施工放线，然后对构件表面进行处理，如果粘贴面不够平整，则必须进行修补找平；接下来进行底胶的配置以及涂刷，然后进行面胶的配置，并将碳纤维布裁剪成合适的大小；接下来进行碳纤维布的粘贴，最后进行固化、检验与维护。具体而言，每个步骤的施工操作要点如下：
1、基层面的处理
先用电锤剔除原构件表面的杂层，露出构件基层，再用角磨机将基层表的浮浆层打磨掉，直至露出构件的坚实层，此时要保证构件表面的粗糙度，越大越好。如果清除过程中构件表面存在蜂窝麻面等问题，则要先用修补料修补、找平好。对于较大面积的劣质层在剔除后用聚合物水泥砂浆进行修复。构件的边缘部位要用角磨机做倒角处理，保证转角的曲面半径不得超出20mm，这样转角处的碳纤维布就可以实现圆滑过渡，保证碳纤维丝不受损伤。表面处理完成后再将粉尘吹拭干净，保持构件表面的干燥性。
2、配置底胶
进行底胶配置时，底层树脂要根据供应商所提供的工艺规定进行配置，通常粘纤维底胶为两组份，采用机械搅拌配胶，搅拌器包括电锤与搅拌齿两部分，拌和时为了保证底胶的均匀性，尽量不要只使用腻刀。然后根据配合比将两组份粘纤维底胶混合在一起，利用搅拌器搅拌五到十分钟，直至混合均匀为止，注意盛装底胶的容器要保持清洁，不得沾有油污、水或者其它杂质；搅拌时保持同一方向，以免胶中混入空气形成气泡。此外，配置好的底胶要及时用完，所以每次的配胶量最好控制在2kg以内。
3、涂刷底层树脂、配置面胶
利用滚桶刷在构件表面均匀涂刷底层树脂，注意涂刷过程要细密，不得存在漏刷或气泡等问题，在进行下道施工工序前要保证底胶充分固化，即手指触模感到干燥为止。粘维面胶分为两组分，采用与底胶相同的方法进行搅拌均匀，每次配胶量控制在3kg以内，同样要求现配现用。
4、粘贴碳纤维布
首先要根据具体的设计尺寸将碳纤维布用剪刀裁剪开，除非特殊要求，布长度应在3m以内。裁剪过程中要注意碳纤维布的整齐规矩，不得存在毛刺等问题，通常为了保证纤维布的清洁度，可以在平整的木板或者纸上进行裁剪。在裁剪过程中要沿着碳纤维布的纤维丝方向来进行，碳纤维布的受力方式决定了纤维丝的方向，裁剪好的碳纤维布不得折叠，否则会对纤维丝造成损伤，小心卷起即可。把配制好的浸渍树脂均匀涂布于粘贴部位。粘贴过程中要根据放线位置按照纤维的方向进行片材的粘贴。纤维布的搭接长度至少在20cm，并沿着纤维方向利用滚筒进行滚压，不仅可以将其中的气泡赶出来，而且可以帮助浸渍树脂更加充分的浸透到碳纤维布中。注意滚压时要保护片材不受损伤。现将粘贴过程中常见问题与处理方法总结如下：如果粘贴转角部位时出现粘结不牢或者碳纤维布浮起等问题，则要增加浸渍树脂的用量；如果构件表面附着雨水或者沙尘，则要采取遮盖保护措施，并在粘贴前将碳纤维布表面擦拭干净。
5、固化养护与验收
为进一步保证施工质量，减少雨水、砂尘等因素的不良影响，要完成碳纤维布的粘贴后要对成品采取适当的固化养护措施。至少养护7d才能对施工质量进行检测；粘贴后处于初期硬化期，该阶段不得进行锤击或者移动，更不能进行高温处理；粘碳纤维布的表面也不能再进行热作业，例如焊接。验收时要求碳纤维布与配套胶粘剂根据工程量一次进场到位，原料进场时要与监理单位协作检查材料的产品合格证、出厂质量检验报告、中文标志与包装等等，如有必要还要对产品的安全性能做见证抽样复验。此外，施工过程中施工单位要及时自检，根据隐蔽工程的相关规范要求及时检验、验收每道工序。工程完成后质检员先进行初验，然后再由监理单位、工程单位根据相关技术规程进行验收。
四、工程实例
（一）施工过程
首先搭设脚手架，把梁柱上疏松的混凝土凿除干净，再用钢丝刷将锈蚀的钢筋层刷掉，凿除的混凝土梁要用sj-601防腐砂浆进行补粉处理，劣质层面积相对较大，则要在凿除后采用环氧砂浆修复，养护三天；表面的浮尘用压缩空气吹除干净，需加固但未凿除的部位要用混凝土角磨机、砂纸将混凝土表面的浮浆、油污等杂质除去，磨平构件基面的混凝土，再用丙酮清洗需粘贴处。
第二步涂底胶，把jgn-p胶根据需求按3:1重量称好，调匀后用刮板将其均匀的涂刷在屋架底面，两侧刮150mm，指触干燥后表示胶固化，然后进行下一道工序的施工；底胶要在四十分钟内用完。
第三步找平，用掺入两倍粉料的修补胶填平混凝土表面的洼陷部位，还要将模板接头等出现高度差的部位填平，减少高度差。
第四步，粘贴碳纤维布，把胶根据需要按3:1的重量称好，分别放入干净的容器均匀调和，再用刮板在需粘贴碳纤维布的位置均匀的涂刮一层胶，再把裁剪好的碳纤维布粘贴在设计要求的部位，采用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，将汽泡挤出。指触干燥后再粘贴第二道纤维布。需要注意的是，碳纤维布的搭接长度至少在100mm左右，用横向碳纤维布固定端部。待两道碳纤维布粘贴完后指压干燥，再把一层jgn-c面胶均匀刮涂于表面，来回滚压，促使胶充分的渗入碳纤维布中。最后胶指触干燥再用水泥砂浆做一层保护层。
（二）施工问题及解决方法
施工过程中在粘贴碳纤维布时要做好标记，搭接长度要保证，先择适用的粘结剂，保证碳纤维丝可以共同受力，还要确保碳纤维布与结构共同工作；对于细部空鼓处，可以采用针筒注射胶的方法，保证胶充分的渗入到碳纤维丝之间。如果粘贴转角部位时出现粘结不牢或者碳纤维布浮起等问题，则要增加浸渍树脂的用量；如果构件表面附着雨水或者沙尘，则要采取遮盖保护措施，并在粘贴前将碳纤维布表面擦拭干净。
总之，碳纤维布材料是非常有前途的新型材料，是目前性能最好，用途最多的增强纤维。随着碳纤维布在混凝土应用不断的发展，目前完全可以与粘钢技术的性能相媲美，而且很快可以替代粘钢技术，能够最大发挥它的经济与技术的效益。
参考文献：
[1] 赵守常,邹春雷. 浅谈碳纤维布加固混凝土结构的技术原理[J].民营科技,2011(11)
[2] 韩清春,付杰. 碳纤维布的结构加固应用[J]. 山西建筑,2011(12)
[3] 常亚东. 碳纤维布在地震后房屋结构加固中的应用[J].四川建筑,2009(6)
碳纤维布材高弹性模量，拉伸强度高，优良的耐疲劳性，耐酸性高，耐腐蚀，薄，容易重叠，柔软的，适用于各种形状的部件。与碳纤维片材的结构结合使用的材料和支承胶牢固地键合在一起形成一个完整的结构作为一个整体，共用原有的结构载荷。目前，FRP材料碳纤维占市场的比例最多。
碳纤维布加固的特点
碳纤维复合材料的纤维方向可分为两种类型的单向和双向，其中的应用程序，单向布为主。碳纤维具有高的强度重量比和刚度比（重量），耐疲劳性和高的耐久性，耐腐蚀，低的热膨胀系数。
碳纤维布加固修复混凝土结构的配套技术是碳纤维粘合剂树脂的使用将被粘贴于混凝土表面，起到结构补强和抗震加固的作用。适用于混凝土结构，钢结构，木结构表面，海滩用于建设隧道钢筋锈蚀的烟囱结构，甲板、码头、桥梁、结构强度不足的加固，梁、柱、楼板结构钢筋混凝土或砖墙加固，以增加强度，使用负载的增加，改变建筑物使用功能，结构，系统加固，抑制裂纹扩展，钢筋锈蚀，老化的材料补强加固，如抗震加固要求。碳纤维复合材料具有以下特性：1. 碳纤维具有优良的物理和机械性能，拉伸强度高于普通钢材，弹性模量和钢接近，非常适合于钢筋混凝土，钢筋维修，而且还具有良好的耐久性和耐腐蚀性；2. 没有定期维护和混凝土的保护作用的内部结构，可以实现增强的补丁双重目的；3. 在粘贴钢板是很难做到的是100%有效并粘贴，同时，因为软的膏状的特性，即使在碳纤维的部分表面气泡也可以很容易地用注射器注射方法粘合剂空气赶跑； 4. 无湿作业，没有大型施工设备，无需现场固定设施。碳纤维复合材料，可任意切割，施工简单，工期短； 5. 可以提高柱延性抗震能力2-4倍，提高梁，板弯曲能力30-100%，并加强梁，柱的剪切能力30%至80%，提高柱，墙承载力20-50%。按照现有技术中的钢筋，只需要使用碳纤维复合材料的结构粘合剂与特殊粘贴到混凝土表面即可。因此，它的超过其他加固技术广泛的应用价值。
显而易见传统的混凝土结构加固技术与碳纤维布相比，碳纤维布加固法物理力学性能等优越性非常的明显。
工程案例
1. 工程概况 某工程为框架柱补强工程。该建筑为框架结构，经检测，该建筑物部分框架柱混凝土强度不满足设计要求，需要对混凝土强度不足的框架柱进行补强处理。
根据某建筑设计咨询有限责任公司提供《授权委托书 回复》的内容进行框架柱加固。
2. 设计依据 （1）《混凝土结构加固技术规范》（GB50326-2006）；（2）《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146-2003）；（3）关于该工程授权委托书回复（某建筑设计咨询有限责任公司） ；（4）检测报告（***号）；（5）原建筑物设计图纸。
3. 加固的方法和原则，补强方法：环向粘贴纤维布加固。 2，钢筋范围：3.300m的标高以下本地框架柱，3.300m―6.600m标高部分框架柱，6.600m―9.900m标高局部框架柱。3，加固原理：环向粘贴碳纤维箍加固框架柱，旨在改善柱轴向抗压强度，剪切强度和抵抗变形的能力。因此，补偿缺乏强度混凝土框架柱框架柱造成的性能下降，从而使框架柱满足要求。
4. 材料要求 （1）碳纤维布采用高强度I级300g碳纤维布；（2）碳纤维胶粘剂采用与碳纤维布匹配的A级胶；（3）水泥强度等级不低于42.5级。
5. 施工要求 （1）1在混凝土表面剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位，应除去大面积的劣质层，后剔除应用田修平胶进行修补；2对于裂缝网站，田修平胶密封处理；3应用的混凝土表面，如果填充凹陷区域田修平胶补丁；4用混凝土磨光机，砂轮（砂纸）和其他工具，除去混凝土表面的浮浆，油污等杂质，元件基面的混凝土以打磨光滑，特别是凸出部分的表面被抛光，角粘贴倒角打磨成圆弧状（半径为20mm）；5败类混凝土表面的清洁和干燥。（2）在准备通过混合这两种成分的底漆底漆比例将容易刷胶水均匀涂抹于混凝土表面，其厚度为0.4mm以上，并不得泄露或流动刷，气泡，等胶固化，再接下来的过程。（3）贴布 1根据碳纤维复合材料的设计要求切割成一定的尺寸；2制备，碳纤维粘合剂混合，然后用均匀地贴在现场，在一圈，角落的位置，适当应用一些。3用特别平滑辊或刮板在碳纤维复合材料的表面在同一方向反复轧制或刮胶渗出CFRP材料的外表面，以去除气泡，使碳纤维的塑料材料的充分浸润。重复上面的步骤，应该是多层粘贴，要适当的纤维表面触摸干燥后再进行下一层碳纤维布的粘贴。（4）碳纤维表面保护的碳纤维粘贴完成后，其表面应涂面和胶水粘，撒砂待表面凝固后刷素水泥浆做为保护层。
6. 工程验收 （1）工程验收必须有碳纤维塑料材料制造商及配套材料提供检验证书。（2）每道工序结束后，应根据工艺要求进行测试，做相关的检查记录，如出现质量问题，应立即返工。（3）结束后的施工现场检查，以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用锤子和其他工具碳纤维布表面轻轻拍打，以确定粘接回声效果，如空鼓膏现象不密实，注塑针应采取补救方式，如果面积小于90%，则键被判定为无效，需要重新建造。（4）如建设单位的特殊要求，然后将其粘贴优质碳素纤维现场检查。
7. 其他说明：（1）除注明外，设计图中所标注的尺寸均以毫米计，以标高为相对标高。（2）加固施工前应测量放样，若与图中不符，则以现场实测为准。（3）施工队伍要求，加固工程由具有结构补强特种工程专业承包资质的单位进行施工。（4）加固施工过程中，若发现原结构或相关工程隐蔽部位有未预计的损伤或严重缺陷时，应立即停止施工，并会同业主、监理、设计等有关单位采取有效措施进行处理后再继续施工。
结语
总之，应用碳纤维加固，应充分考虑纤维排列，合理的材料连接，连接尺寸，连接位置粘合材料性能的方向。特别是在施工过程中的质量控制程序，必须进行按照正常施工，否则会影响加固效果。
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）.
关键词：碳纤维布、施工技术、结构加固。
The Application on Structure Reinforcement of Construction Technology of Carbon Fiber Sheet
（Cai ZhonghuaFujian Academy Of Building Research350025）
Abstract: Based on the structure reinforcement engineering examples using the carbon fiber sheet, and the characteristics, advantages, application range and reinforcement effects of of it are concluded. Besides, the technical requirements and procedures of the construction of carbon fiber sheet using in structure reinforcement are summarized.
Key words: carbon fiber sheet, construction technology, structure reinforcement
1 引言
近年来我国地震发生频繁，地震导致许多建筑，道路，桥梁，隧道等出现了一些不同程度的裂缝，需要对结构及构件进行加固修复及补强，考虑到时间、能源、经济等因素，碳纤维布粘贴到结构及构件表面的加固技术得到了迅速的发展。
2 碳纤维布的特征、优点、应用范围
碳纤维布加固混凝土结构技术是一项应用外粘高性能复合材料加固结构的技术，该技术是将碳纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用浸渍胶把碳纤维粘贴于结构或构件表面，通过其与结构或构件的共同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。通过笔者近年来做过的一些加固项目，分别对碳纤维布的特征、优点及应用范围做了归纳。
2.1碳纤维的特征：
2.1.1 不生锈、不腐蚀；
2.1.2 耐化学药品性，耐热性，极低温性，X线可透过；
2.1.3 与铁的比重比为1:5；
2.1.4 与铁的强度比为10:1。
2.2碳纤维布的优点：
2.2.1 自重轻，施工方便快捷，不增加结构荷载；
2.2.2 强度高，能灵活地用于抗弯、封闭箍和抗剪加固；
2.2.3 柔韧性好，不受结构（梁、柱、通风筒、管道、墙体等）外形限制；
2.2.4 耐久性佳，抗化学腐蚀和恶劣环境气候变化的能力强；
2.2.5 抗高温、抗蠕变、抗磨蚀、抗震性能好；
2.2.6 符合环境要求，适用范围广。
2.3碳纤维布的主要应用范围：
2.3.1 建筑物梁、柱、楼板结构补强；
2.3.2 桥梁、桥墩、桥面结构补强；
2.3.3 隧道、烟囱结构补强；
2.3.4 海滩建筑物防腐补强。
3碳纤维布、钢筋应力――应变曲线图
结构加固中使用碳纤维布的目的就是提高既有结构的承载能力，增加既有结构的延
性（对于抗震结构，在加固设计中即增加延性）。
由碳纤维布、钢筋应力――应变曲线图，可知使用碳纤维布加固能充分减少既有结
构变形、降低既有结构应力、减少裂缝（改善结构状态），满足墙、柱变位、楼板开洞等建筑功能变化引起结构变化的可行性（改变结构体系）。
4碳纤维加固施工工艺及步骤说明：
4.1施工工艺：
卸荷载基层处理涂刷基层找平胶找平施工面粘贴碳纤维布验收表面保护、装饰。
4.2步骤说明：
4.2.1卸荷载
加固前应对所加固的结构或构件的尽可能卸荷载。
4.2.2底层处理
应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣质混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整。应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。采用打磨机配适当的打磨片对被粘贴的混凝土表面进行打磨，，除去表面浮浆、油污等残留物，直至完全露出混凝土结构新面（未碳化层）。转角粘贴处理应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。混凝土表面应清理干净并保持干燥。
4.2.3涂底层树脂
应按产品生产厂家提供的配方配制一定量的底层结构胶。应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土结构新面（未碳化层）。宜在底层结构胶表面指触干燥后，尽快进行下一道工序的施工。
4.2.4找平施工面
应按产品生产厂家提供的配方配制找平材料。应对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，不应有棱角。转角处应采用找平材料修理成为光滑的圆弧的导角，半径不应小于20mm。宜在找平材料表面指触干燥后，尽快进行下一道工序的施工。
4.2.5粘贴碳纤维片材
应按设计要求的尺寸剪裁碳纤维布；应按产品生产厂家提供的配方配制一定量的浸渍胶，并及时均匀涂抹于粘贴部位；将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用专用的滚筒顺纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍胶充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布；多层粘贴时应重复上述步骤，并宜在纤维表面的浸渍胶指触干燥后尽快进行下一层粘贴；应在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍胶。
4.2.6验收
碳纤维布与混凝土之间的粘结质量，可用橡皮锤轻轻敲击或手指压碳纤维片材表面的方法，检查总有效粘结面积不应低于95%，当碳纤维布粘贴的空鼓面积不大于100cm2，可采用针管注胶的方法进行修补，当空鼓面积大于100cm2时，须将空鼓部位的碳纤维布切除，重新搭接等量的碳纤维布，搭接长度不应小于100mm。
4.2.7表面保护、装饰
做表面防护时，应按有关标准的规定处理，并保证防护材料与碳纤维布之间有可靠的粘结。
5碳纤维加固的技术要点
5.1受弯加固时，纤维方向应与加固的受力方向一致；
5.2受剪加固、抗震加固时，纤维方向宜于构件轴线垂直；
5.3 受弯加固和受剪加固时，混凝土强度等级应不低于C15；
5.4采用封闭粘结碳纤维加固混凝土柱时，混凝土强度等级应不低于C10；
5.5碳纤维加固的效果主要取决于纤维的粘贴工艺，应由专业的施工队伍负责施工。
6结束语
碳纤维布具有极好的比强度、比刚度，对自然环境的温度及湿度的改变或酸雨侵蚀的适应性极强，且不受建筑形状的限制，不会因时间久远而降低强度，抗疲劳性好，易于施工等优点，在民用建筑、工业厂房和道路、桥梁的混凝土结构的加固修复上的使用越来越广。这种加固方法必将对我国的社会主义现代化建设事业产生积极的作用。
关键词:碳纤维布加固原理 加固施工技术混凝土浸渍树脂
钢筋混凝土结构房屋加固的必要性钢筋混凝土是房屋、桥梁等利工程建设中应用最广泛的材料之一 ,然而 ,由于地理环境、自然灾害以及人为因素的影响 ,混凝土工程的耐久性受到影响。
碳纤维布加固是把碳纤维布用含树脂脂系粘结剂在混凝土构件受损处,使之与基体合为一体,从而提高混凝土构件的承载力,减少混凝土构件的变形和控制裂缝扩大的一种加固方法。用于建筑结构加固纤维材料具有优良的力学性能,抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点。目前,在全国各地许多地区的桥梁和工民建工程加固中得到了广泛的应用。在某学校教学楼的加固中,我们通过多方面综合比较后选择了碳纤维粘贴加固的方式。下面结合“教学楼”具体工程实践谈谈碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的应用。
1. 碳纤维布加固原理
(1)特点
①高抗拉强度、高弹性模量。
②施工方便,无需任何夹具、模板,能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸,可多层粘贴,并能有效地封闭混凝土的裂缝;
③耐腐蚀及耐久性能好。
④不增加结构自重。
(2)适用范围。适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构件的加固补强。
(3)加固机理。利用专用环氧树脂将抗拉强度极高的碳纤维布粘贴于混凝土结构表面,并与之形成整体,共同工作。
2. 施工准备
(1)应认真阅读设计施工图。
(2)应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况,拟定施工方案和施工计划。
(3)应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作.
3. 施工工艺流程
混凝土基底处理涂底层涂料用环氧腻子进行残缺修补贴碳纤维布养护涂装完工验收。
4. 混凝土基底处理
(1)裂缝处理。宽度小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂抹封闭;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。“选煤厂主厂房”加固的主次梁大部分都有宽度不一的裂缝,为此我们对所加固的主次梁首先进行了压力灌胶处理。
(2)将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净,达到结构密实部位,使其表面平整。
(3)检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀,需进行必要处理。
(4)对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分,用环氧砂浆进行修补、复原,达到表面平整。
(5)将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接差等)打磨平整,修复后的接差要尽量平顺;棱角的部位,用磨光机磨成圆角,圆角半径须≥20mm。
(6)结构或构件用角磨机打磨除去1-2mm厚表层后,用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉,用酒精清洗,并使表面充分干燥。
5. 涂底层涂料
(1)把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内,并用搅拌器搅拌约8∽10分钟左右至A、B组份混合均匀为止。搅拌时最好沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。每次配置量以小于3公斤为宜,现配现用。
(2)用专用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面,厚度不超过0.4mm,并不得漏刷或有流淌、气泡,指触干燥后,才能进行下一道工序的施工。
(3) 底层涂料指触干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般类似结露的露珠一样)要用砂布或角磨机磨平。
6. 用环氧腻子进行残缺修补
(1)构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平,并修复至表面平整、顺滑。
(2)内角(段差、起拱等)要用环氧腻子填补,使之平顺。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。
7. 粘贴碳纤维布
(1)按设计要求的尺寸用锋利刀具裁剪碳纤维布,应整齐划一,避免毛刺、缺角。宜在平整木板(如三合板)、纸板上裁剪。
(2)树脂的主剂和固化剂应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)纤维顺长方向片材的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂树脂,脱泡、树脂操作按正常进行。在片材宽度方向不需要搭接。
(4)贴布前用专用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂,使其均匀涂抹于混凝土粘贴部位和碳纤维布上,拐角部位适当多涂抹一些。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布,拉紧对齐后粘贴,用刮板、滚筒沿同一方向反复滚压,去除气泡,直至胶料渗出,充分浸润胶料碳纤维布。
(5)纤维布施工30分钟后,用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂。如需多层粘贴则重复1~5步骤,并保证底层粘贴的碳纤维片上涂已指触干燥,才能粘贴下一层。
(6)最后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。
8. 养护
(1) 碳纤维布施工后,应进行养护,保证养护期间的温度不低于环氧树脂的允许使用温度。
(2)养护期一般在1~2周内。
(3)对于有风吹、雨淋或有可能人为扰动的地方应进行遮挡封闭养护。
9. 表面涂装
对于有外观装饰要求的结构或构件,可在粘贴后的碳纤维表面喷沙抹灰后涂刷常规涂料。
10. 施工主意事项
(1)气温在5℃以下、相对湿度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时,无有效措施不得施工,施工时应保证气温在5℃~35℃之间,相对湿度不大于85 %的环境下施工。
(2)由于碳纤维片为电的良导体,应使其远离电源。
(3)施工用各种树脂远离明火,并避免阳光直射。
(4)施工及检查人员应穿防护工作服,配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品。
(5)施工现场通风状况良好。
(6)当树脂粘附在皮肤上时,应立即用肥皂水冲洗,溅入眼内用清水清洗或及时就医。
(7)经常整理清扫作业场,清洁作业环境。
11. 检验与验收
(1)在开始施工之前,应确认碳纤维布及配套树脂类粘结材料的产品合格证,产品质量出厂检验报告,进口材料要有商检证,各项性能指标应符合有关规定的要求。
(2)采用碳纤维布及配套树脂类粘结材料对混凝土结构进行加固修复时,应严格按有关规定进行各工序隐蔽工程检验与验收。如施工质量不能满足有关规定的要求时,应立即采取补救措施或返工。
(3)碳纤维布实际粘贴面积应不少于设计量,位置偏差应不大于l0mm。
(4)碳纤维布与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来检查,总有效粘结面积不应低于95%.当碳纤维布的空鼓面积小于10,000mm2时,可采用针管注胶的方式进行补救.空鼓面积大于10,000mm2时,宜将空鼓处的碳纤维片材切除,重新搭接贴上等量的碳纤维布,搭接长度应不小于l00m。
(5)必要时可对碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样检验。
12. 结束语
碳纤维在钢筋混凝土结构构件的加固工程中,有着适应性强、加固范围广、高强高效、施工简便等传统加固方法所不具备的特点,讲碳纤维广泛地应用于混凝土结构的加固中,对促进加固工程的发展有着积极的推动作用。本工程施工完成后,无论是施工质量,还是确保工期和后期服务工作,均受到业主、监理单位、设计单位的好评,经验收确认效果良好,达到预期加固目的。
作者简介
【关键词】碳纤维布；打磨修整；粘贴顺序；粘钢；聚合物砂浆
随着科学技术的飞速发展，碳纤维布加固技术越来越广泛的应用在延长年代久远的建筑使用寿命方面、新建建筑的新增荷载补强和施工隐患的整改方面。目前碳纤维布加固技术主要应用在混凝土结构的改造补强方面，适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构；另外，砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维布进行加固。使用碳纤维布加固具有强度高、自重轻、易于操作、工期短的优点，其现场操作能够适应各种多种形状，可以与原结构共同受力增大结构的抗拉或抗剪能力，提高强度、刚度、抗裂性和结构的延性的特性；为保证施工质量，达到应有的设计使用要求，通过近几年的工程实践我将碳纤维布加固过程中的准备工作、技术要点和控制措施进行总结，供利用碳纤维布进行加固技术的施工单位参考。
1. 碳纤维布加固施工前的准备工作
（1）由于碳纤维布加固后要同原结构共同受力，为保证加固后能达到实际使用强度，所以纤维布加固施工前需要有资质的检测机构对原有结构进行检测，并将检测结果提供给有相应资质的设计单位参考；作为其设计依据之一，经过有相应资质的设计单位进行核算和设计；图纸经审查通过后，结构加固设计单位按照审查批准的施工图，向施工单位进行设计交底。施工单位根据设计编制施工组织设计和施工技术方案，施工组织设计经审查批准后组织实施。施工过程中，如发现现场实际与设计图纸不符或者有原来未发现的结构裂缝等情况，要及时跟设计单位联系，重新出具设计方案，按最终的设计方案实施，保证加固后的机构完整、牢固性。
（2）原材料质量的优劣是保证加固后质量的关键，特别是加固需要的碳纤维布和结构粘接胶的质量，材料的合格与否直接关系到加固工程的成败。因此使用的所有加固材料、产品均应进行进场验收，在确认产品包装及中文标志完整性的前提下，检查品种、级别、批号、包装、中文标志、产品合格证、出厂日期、出厂检验报告等进行检查；对进口产品还应检查报关单及商检报告所列的批号和技术内容是否与进场检查结果相符。在确认无误的情况下要对包括碳纤维布、界面剂、结构胶粘剂、聚合物砂浆、修补胶等加固材料按规范规定的抽样数量进行见证抽样复验，材料送样应经监理工程师签封，由专业送样员送到有资质的检测单位进行复试，复验不合格的材料和产品不得使用。为保证所用材料检测检验结果的真实性，未经监理单位见证取样、施工单位或生产厂家自行抽样、送检的委托检验报告无效。加固用混凝土中严禁使用安定性不合格的水泥、含氯化物的水泥、过期水泥和受潮水泥；结构胶粘剂应对其钢——钢拉伸抗剪强度、钢一混凝土正拉粘结强度和耐湿热老化性能等三项重要性能指标以及该胶粘剂不挥发物含量进行见证复验；碳纤维布应对其的抗拉强度标准值、弹性模量和极限伸长率、纤维布单位面积质量、碳纤维织物的K数；其他材料的复试遵照规范规定，复试合格后方可使用在加固工程中。
（3）对于现场的准备工作要做好一下几点：首先是施工环境的要求，施工环境的温度应该符合结构胶粘剂的产品使用说明书规定的温度，未规定时应按不低于15度进行控制，场地应在无粉尘、不受日晒雨淋和化学介质污染的情况下实施。如果遇到大型厂房加固工程，在清理和加固同时进行的情况下，要对清理和加固不同区域分别进行封闭措施，防止清理打磨的灰尘污染到加固的工作面。其次是要拆迁原结构上影响施工的管道和线路以及其他障碍、卸除原结构上的荷载。需要注意的是，大部分加固工程都是在高处作业，高处作业是危险作业，易发生高处坠落事故，所以要搭设安全支撑及工作平台保证施工的安全，搭设的工作平台要经过验收合格后再开始施工，对于大型的加固工程，例如对原有大型厂房的加固，需要多次更换工作面，要多次搭设作业平台，每次搭设完成后都要进行工作平台的验收，每次安拆都要有专人负责，保证施工过程的安全可靠。加固施工前，要熟悉周边情况，对结构构件的变形、裂缝情况应设专人进行检测，并做好观测记录备查。施工现场应有良好的通风条件，作业人员要佩戴防尘口罩或面具，高处作业要佩戴好安全带和安全帽，要配备相应的消防器材。
2. 原有结构的打磨和修整
（1）准备工作完成后可以进行现场的基层打磨清理工作了，基层清理打磨工作是碳纤维加固技术中非常重要的一项工作。基层清理不干净碳纤维布和混凝土结构就不能很好的形成一个整体，也就保证不了加固的承载力和弯拉强度，所以基层清理工作非常重要。清理一般采用手动磨光机和砂纸等进行手动打磨，严禁使用大锤等破坏原有结构的清理打磨。对于新构件应清除表面的尘土、浮浆，对于老构件应清除原构件表面的尘土、浮浆、污垢、油渍、原有涂层、抹灰层或其他饰面层，混凝土构件应剔除其风化、剥落、疏松、起砂、蜂窝、麻面、腐蚀等缺陷至露出骨料新面；对钢构件和钢筋还应除锈、脱脂并打磨至露出金属光泽；对砌体构件，尚应剔除其勾缝砂浆及已松动、粉化的砌筑砂浆层，必要时，还应对残损部分进行局部拆砌。当工程量不大时，可采用人工清理；当工程量程大或对界面处理的均匀性要求很高时，宜采用高压水射流进行清理。
（2）粘贴碳纤维布的工作面需要平整，不能有空洞和凸起， 那样才能保证碳纤维布与原有结构的粘结面积，从而保证粘结后的强度。打磨后露出骨料新面的混凝土加固粘贴部位，（特别是原有结构有小的凸起部分一定要用手动打磨机打磨平整），需要先用界面剂（丙酮等）对粘贴的部位进行清洗；而后应进一步进行修复平整，并采用结构修补胶对较大孔洞、凹面、露筋等缺陷进行修补、复原；对有段差、内转角的部位应抹成平滑的曲面；对构件截面的棱角，应打磨成圆弧半径不小于25mm的圆角。在完成以上加工后，应将混凝土表面清理干净，并保持干燥。
3. 碳纤维布加固的粘贴施工
（1）碳纤维布施工作业过程不注意作业顺序或作业时间、时机掌握不好，难以保证施工质量，所以碳纤维布加固中最最重要的工序就是碳纤维布的粘贴施工。施工的先后顺序和每一步操作的严格检查控制是保证施工质量的重点，也是充分体现施工完成后加固构件强度、刚度、抗裂性和结构的延性的核心所在。首先在修复完成的基层干燥后，注意原有构件表层含水率不宜大于4%，且不应大于6%是可以进行下一步工序。对含水率超限的混凝土应进行人工干燥处理，或改用高潮湿面专用的结构胶粘贴。达到以上要求后就可以进行碳纤维布的粘贴工作了。
（2）其次是施工前材料的配置和准备，加固需要的胶液要按胶的使用说明进行配置，拌合应采用低速搅拌机充分搅拌；拌好的胶液色泽应均匀、无气泡，胶的配置要随配随用，不能多配。结构胶凝结后很难清理，所以要用专业器具进行配置，用完及时清理，以防止污染。碳纤维布按设计及现场情况进行放样剪裁。放样时注意，现场使用的碳纤维布不能折叠，有折痕的要裁去不用，且布的纤维方向要同构件的受力方向一致，不能裁错。裁完后要注意布不能随地乱扔，避免布遭受污染。然后就是碳纤维布的粘贴了，粘贴顺序是：先在基层上涂刷底胶，待底胶用手指感觉不粘手的时候也称指干，检查其表面若有凸起处，应用细砂纸磨光，并应重刷一遍。底胶涂完毕应静置固化至指干时，第一道工序算是结束。第二步将配制好的浸渍、粘结专用的结构胶粘剂均匀涂抹于粘贴部位的混凝土表面上，然后将裁剪好的纤维布按照放线位置敷在涂好结构胶粘剂的混凝土表面，碳纤维布应充分展平，不得有皱褶；沿纤维方向，使用浸满结构胶粘剂浆液的特制滚筒在已贴好纤维的面上向一个方向多次滚压，使胶液充分浸渍纤维织物，并使织物的铺层均匀压实，无气泡发生。滚涂时用滚筒将碳纤维布沿纤维方向从一侧推向另一侧，滚筒只能向一个方向，不允许来回滚动，保证碳纤维布完全被胶液浸润为止，如果检查碳纤维布没有完全被胶液侵润，要重复以上操作直到符合要求为止，这一点非常非常重要。
（3）第三步粘贴完的碳纤维面自然晾至指干时要立刻进行下一层碳纤维布的粘贴，粘贴方法同上，若延误时间超过1h，则应等待12h后，方可重复上述步骤继续进行粘贴，且应在粘贴前用细软羊毛刷或洁净棉纱团沾工业丙酮擦拭一遍，以清除不洁残留物和新落的灰尘。第四步一般碳纤维布加固对于梁和大型屋面板板肋都设计有U型箍和压条，U型箍和压条的施工方法和普通的碳纤维布是一样的，只是U型箍和压条都是在受力碳纤维布的最外层，要注意压条的位置和长度要符合设计要求，压条的长度应比封闭用的织物宽度至少大100mm。
（4）最后一层压条的粘结牢固性要特别重要。最后一步，最外层纤维织物粘贴完毕，尚应在其表面均匀涂刷一道浸渍、粘结专用的结构胶，保证最外层布能充分固化。待最后一次结构胶完全固化后，粘贴碳纤维布的施工就完成了。对于施工完成后发现有气泡的地方可以采用注射胶液法将空鼓位置填实。
4. 和碳纤维配合使用的技术的简要说明
（1）在实际的工程中，为了结构的需要，有的时候碳纤维布会和钢板配合使用，下面就粘钢加固的施工简要进行说明。和碳纤维加固配合使用时一般采用外粘钢板加固，和碳纤维加固有区别的是外贴钢板加固需要提前加工钢板、箍板、压条及预钻孔工作。当然，钢板及锚栓的验收也是必不可少的。外贴钢板有二种方法：第一种是采用压力注胶法，粘钢时，应采用锚栓固定钢板，固定时，应加设钢垫片，使钢板与原构件表面之间留有约2mm的畅通缝隙，以备压注胶液。固定钢板的锚栓，应采用化学锚栓，不得采用膨胀锚栓在钢板和混艇土上钻制锚栓孔，应先探明混凝土中原钢筋位置，并在画线定位时予以避让。若探测有困难，且已在钻孔过程中遇到钢筋的障碍，允许移位2d （d为钻孔直径）重钻，但应用植筋胶将废孔填实。钻好的孔洞，应采用压缩空气吹净孔内及周边的粉尘、碎渣。第二种是直接粘贴钢板法，拌好的胶液应同时涂刷在钢板和粘合面上，经检查无漏刷后即可将钢板与原构件混凝土粘贴，粘贴后的胶层平均厚度应控制在Zmm～3mm。俯贴时，胶层宜中间厚、边缘薄；竖贴时，胶层宣上厚下薄{仰贴时，胶液的垂流度不应大于3mm。钢板粘贴后应均匀布点加压固定。其加压顺序应从钢板的一端向另一端逐点加压，或由钢板中间向两端逐点加压；不得由钢板两端向中间加压。粘结完成后应将粘接处固化24h后即可卸除加压夹具及支撑；72h后可进入下一工序。若养护温
度低于15℃，应按产品使用说明书的规定采取升温措施，或改用低温固化型结构胶粘剂。
（2）为了美观期间，很多工程在完成加固工作后要进行粉刷和装饰工序，在装饰工程与加固工作面上通常采用聚合物砂浆进行粉刷，一方面聚合物砂浆与碳纤维布结合较好，另一方面聚合物砂浆比普通砂浆收缩量小，可以减少裂缝产生。聚合物砂浆的施工温度和以上的其他材料差不多，唯一的区别是聚合物砂浆的施工最高温度，改性环氧类或改性丙烯酸酯共聚物类聚合物砂浆，不应高于35℃；对乙烯一醋酸乙烯共聚物类聚合物砂浆，不应高于30℃。聚合物砂浆拌合只允许加入产品说明书上要求的干净水量，拌好的砂浆，其色泽应均匀，无结块、无气泡、无沉淀，并应防止水、油、灰尘等混入，且应随伴随用，最多可以拌制30min的砂浆用量。砂浆抹灰和普通抹灰工序相同，每道厚度不大于6mm，需要用力碾压密实。后一道喷抹应在前一道初期硬化时进行，聚合物砂浆面层与原构件混凝土之间有效粘结面积不应小于该构件总粘结面面积的95%。
（3）加固过程中，每一道工序都需要进行验收，保证每一道工序都符合要求，加强施工现场质量管理，不但要有相应的施工技术标准、健全的质量管理体系、还要有施工质量控制与质量检验制度以及综合评定施工质量水平的考核制度，只有这样才能保证施工质量的落实。结构加固工程质量在施工单位自行检查评定的基础上，由参与该工程活动的有关单位共同对检验批、分项、子分部、分部工程的质量进行抽样复查，根据现行相关标准以书面形式对工程质量进行评价。
（4）当然了，施工加固工程还包括局部置换混凝土、混凝土工程外加预应力、钢构件增大截面等好几种加固种类，每类工程都有各个工程的技术要点和要求。但归根结底加强质量意识，履行隐蔽验收程序，做好过程控制，严格验收程序，才是保证施工质量的关键。作为施工管理人员要时刻把质量意识放在心中，做好技术交底和落实，把质量当成责任来承担，才能保证工程的顺利开展和最终的满意效果。随着新技术的不断出现，我们都需要不断学习，不断进步和探索，只有这样才能赶上人类进步的步伐。
参考文献
[1] GB50550-2010 建筑结构加固工程施工质量验收规范.
[2] GB50204-2011 混凝土结构工程施工质量验收规范.
【关键词】碳纤维布加固技术；水利工程；应用
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
引言
碳纤维复合材料加固修复混凝土结构技术，是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体CFRP，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。
1工程概况及存在的质量问题
某水利工程位于我市城东南1.5km,是跨越我市一条河谷的一座大型输水建筑物。该工程设计流量52 m3/s,校核流量55 m3/s,控制下游灌溉面积10.6万hm2,占塬上灌区灌溉总面积11.6万hm2的91.3%,是我市某灌区的咽喉工程。该工程为双管桥式,单管斜长880 m,最大水头70 m。钢筋混凝土管平段从填方体上通过。钢管通过河流处架设一座七孔四跨双悬臂钢筋混凝土桥,桥体高14 m,桥宽10.8 m,长112 m。
该工程施工完成后，经施工单位的检查，该工程泄洪闸交通桥和闸墩混凝土出现了碳化，且碳化深度比保护层厚度要高出很多，对交通桥大梁的使用性有严重影响，需要实施加固处理。鉴于碳纤维布加固修补结构技术在当前的水利工程中的成熟运用，本次加固设计也同样考虑使用碳纤维布加固修补。
2 碳纤维布加固技术
2.1施工前的准备措施
（1）认真阅读设计施工图纸。(2)对所使用的碳纤维布、各种材料、机具等做好施工前的检查准备工作。（3）根据施工现场的条件和被加固构件混凝土的实际情况，确定可行的施工方案。
2.2粘接材料
在粘贴碳纤维布中所采用的粘接材料主要分为三类：底层涂料、整平材料、浸渍树脂。
2.2.1底层涂料
底层涂料在水利工程建设中的主要功能在于浸入混凝土表面，材料固化后能够使得混凝土具备良好的封闭性和粘接力，使其表面强度大大增强，不断优化胶接性能，促进混凝土与碳纤维布的粘结性能不断改进，使得混凝土结构与碳纤维复合体系的传递能够扩大到最大范围。对于底层涂料而言，不但要有良好的固化强度，还应该发挥出理想的粘度，以此实现浸入至混凝土表面的作用。
2.2.2整平材料
对于碳纤维布状材料而言，其仅在和经过修补的混凝土结构表面事先完全接触后，其补强作用才能得到充分地发挥。当混凝土表面出现各种异常情况后，将会造成碳纤维布出现不同程度的损坏，例如：沉陷、裂缝等问题，都会使得粘结强度减小，对于施工质量造成不利影响。因此，这就需要在涂敷的底层涂料指触干燥后采用整平材料实现找平，以保证构件表面的平顺及理想的粘贴效果。在正常的室温条件经过处理显示，配合使用适当的SK填料能够帮助整平材料发挥出理想的施工效果，增强混凝土的强度。
2.2.3浸渍树脂
浸渍树脂对于粘结材料能够发挥出理想的效果，其能够把碳纤维布粘贴在修补后的混凝土表面。为了确保浸渍树脂在碳纤维材料中的有效作用，必须对其粘度进行适当地控制，这样才能取得理想的触变性能，降低垂直面施工流淌性，使得工程的施工质量符合标准。本次的补强加固使用了改性后的环氧树脂与固化体系，其强度性能得到了显著的改进。环氧改性剂属于低分子量粘稠液体，在与环氧树脂混合后能够出现化学反应作用，并融合搭配固化的环氧树脂结构中，维持了其机械性能的均衡性，使得不同材料的粘结性都得到了很好的改善。粘结材料的粘度会因为时间因素而出现先降后升的变化，虽变化幅度较小，但还是建议采取相关的改进措施提高综合性能。
2.3施工方法
（1）混凝工表面处理:对黏贴碳纤维的部位实施测量放线，对底层混凝土的表面完全清理劣化层，主要涉及：风化物、浮浆、污物等。对大于0.2mm的裂缝利用注胶进行处理，砂轮把突出部分磨平；使用环氧砂浆混凝土表面找平，环氧砂浆强度需要达到具体的施工标准；用砂轮对棱角部位实施倒角，倒角圆弧半径需大于20mm，并利用酒精和水将杂物处理干净。
（2）涂刷底层涂料:按照科学的比例把称量好的主剂和硬化剂设置在容器进行拌和。采用筒刷平均的涂抹底层涂料维持3h以上,当初触及干燥时停止。待干燥后，采用磨光机将其拟平。
（3）找平:根据适当的比例把准备好的主剂和硬化剂设置在容器内拌和均匀。并对梁体黏贴部位凹陷部位用环氧腻子找平，用磨光机将其抹平。
（4）黏贴碳纤维布:使用刀片根据相关的尺寸截取碳纤维布，把布与混凝土接触面清除干净保持无杂物，下涂黏结树脂后设置于混凝土表面。两道碳纤维布粘贴完，待指压干燥后，再刮涂一层面胶，来回滚压，使胶充分渗入到碳纤维布中去。滚压密实后将碳纤维布表面的面膜除去，半小时后进行粘结树脂处理。在粘粘过程中要根据工艺流程操作。
（5）表面保护：保护加固后的碳纤维布表面主要是由抹灰或喷防火涂料实现。
2.4施工时的质量要求
（1）在完成一道工序后应采取相应的检查措施，保证质量达到了设计的要求。一旦出现问题，应该进行及时的处理。
（2）施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量。可使用小锤等对碳纤维布表面进行敲击，根据回音对质量进行判别。发生空鼓时需利用针管注粘结胶液，及时处理。粘结面积过少时需再次施工处理。
（3）对施工现场的温度和湿度进行控制。施工温度可控制在10℃～35℃范围，相对湿度低于70%。
3 施工时的其他注意事项
（1）基底处理是碳纤维布加固的重点，必须清理完全。混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除。对较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。如果构件存在裂缝，首先要对其进行裂缝调查，分析裂缝原因并进行化学灌浆封闭处理；然后用混凝土角磨机、砂轮(砂纸)等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质。另外，加固构件必须注意保持混凝土的完整性，对出现损坏或开裂的位置需要采取树脂或填充砂浆处理，消除问题后对混凝土表面处理。构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状。最后用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。
（2）混凝土表面需打磨到细骨料出现时。一般要求表面无涂层、灰尘、油污及混凝土浮浆，发生基面凸起、错位等情况需及时处理。
（3）理论上处理混凝土表层裂缝时要参照裂缝宽度进行砂浆封闭；当裂缝的深度过大时需要利用化学基液及其砂浆灌注。
（4）涂底胶前要保证混凝土表面的干燥。在潮湿状态做好干燥处理，可以按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。用滚桶刷或毛刷将底胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过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，以手指触干为宜，一般不小于2h)，再进行下一道工序。被加固的混凝土强度达C15以上，这样才能使混凝土与碳纤维布的作用得到发挥。
结束语
粘贴碳纤维结构加固技术在当前的水利建设中得到了广泛的运用，是一种新技术，能够创造出较高的经济效益。从本次工程看，在经济方面取得的作用是使得工程资金得到了显著地降低，并且有效缩短了施工周期,对于施工过程中出现的问题得到了显著地解决，获得了理想的补强效果。
参考文献
[1]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)
[2]陈胜.碳纤维布在中小型水库除险加固工程中的应用[J].水利建设与管理. 2010(04)