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遼源碳纖維加固公司

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1.碳纖維材料的基本特性

　　碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固所采用的基本材料是高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維，單向排列成束，用環(huán)氧樹(shù)脂浸漬固化的碳纖維板或未經(jīng)樹(shù)脂浸漬固化的碳纖維布，統(tǒng)稱碳纖維片材。將片材用專門配制的粘貼樹(shù)脂或浸漬樹(shù)脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件需補(bǔ)強(qiáng)加固部位表面，樹(shù)脂固化后與原構(gòu)件形成新的受力復(fù)合體，共同工作。

　　1.1碳纖維片材

　　片材碳纖維材料的拉伸強(qiáng)度在（2400～3400）MPa之間，與普通碳素鋼板拉伸強(qiáng)度為240MPa相比，片材的拉伸強(qiáng)度很高。

　　片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學(xué)性能不同，碳纖維片材依力學(xué)性能分成高模量、高強(qiáng)度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高，但其伸長(zhǎng)率較低。相比之下，碳纖維片材的單位重比鋼材低許多，說(shuō)明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，本身不會(huì)受堿及各類化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，有良好的耐寒和耐熱性。

　　1.2配套樹(shù)脂類粘結(jié)材料

　　混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)配套樹(shù)脂系統(tǒng)包括底層涂料，用于滲透過(guò)混凝土表面，促進(jìn)粘結(jié)并形成*持久界面的基礎(chǔ)；油灰，用于填充整個(gè)表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材；浸漬樹(shù)脂或粘結(jié)樹(shù)脂，前者用于碳纖維布粘貼，后者用于碳纖維板粘貼。

　　浸漬樹(shù)脂或粘貼樹(shù)脂是將碳纖維片粘附于混凝土構(gòu)件表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作的關(guān)鍵，因此，樹(shù)脂同混凝土的粘貼強(qiáng)度大于混凝土的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。

　　就公路混凝土橋梁用碳纖維片材加固技術(shù)而言，環(huán)氧樹(shù)脂在不同施工環(huán)境溫度下固化性能有十分重要的意義，因?yàn)檫@涉及到粘貼工作質(zhì)量與如何盡量減少橋上正常交通中斷時(shí)間緊密相關(guān)。采用專配的環(huán)氧樹(shù)脂材料，在混凝土施工表面溫度（10～40）攝氏度時(shí)，粘貼環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)間約15小時(shí)以上，但粘貼后就可以使用的時(shí)間為45分鐘以上，專配的環(huán)氧樹(shù)脂材料的這一性能是*適合混凝土橋梁的加固工作。

　　2.碳纖維加固技術(shù)的基本原理及*性

　　2.1碳纖維加固技術(shù)的基本原理

　　針對(duì)橋梁建筑的加固工作，對(duì)碳纖維的利用應(yīng)該首先用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行浸泡，形成符合強(qiáng)片材料。然后通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂按照受力方向進(jìn)行一定的裂縫方向粘貼。當(dāng)構(gòu)件受到拉力負(fù)載的時(shí)候，通過(guò)纖維片的作用而保證裂縫不會(huì)沿受力方向進(jìn)一步開(kāi)裂。從而對(duì)建筑主體提供一定的加固作用，同時(shí)也可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　2.2碳纖維加固技術(shù)的*性

　?。?/span>1）良好的化學(xué)穩(wěn)定性

　　碳纖維具有非常良好的防水性能，實(shí)際施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，這種材料在抗堿和方子外線方面同樣具有非常出色的表現(xiàn)。在不同氣候環(huán)境的應(yīng)用過(guò)程中，同樣具有相應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。添加一層防火漆，則可以起到非常不錯(cuò)的防火效果。

　?。?/span>2）該材料質(zhì)輕、強(qiáng)度高

　　碳纖維材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，對(duì)于建筑物的整體質(zhì)量具有非常重要的意義。色彩涂裝較為方便的同時(shí)，還可以保證結(jié)構(gòu)外部不出現(xiàn)明顯拼接痕跡。

　?。?/span>3）出色的力學(xué)性能

　　碳纖維具有非常出色的力學(xué)性能。對(duì)于各種不同的結(jié)構(gòu)的加固應(yīng)用中都可以起到非常出色的效果。尤其是其顯著的抗疲勞效果，對(duì)于工程裂縫的修補(bǔ)具有非常明顯的效果，抗拉力試驗(yàn)中同樣取得了讓人滿意的成果。

　?。?/span>4）施工工序比較簡(jiǎn)單

　　碳纖維的施工工序較為簡(jiǎn)單，在一些小型工程施工應(yīng)用中，具有改變簡(jiǎn)單、工期短等特點(diǎn)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，這種材料的應(yīng)用可以大程度上保證工期的縮短，同等工程量的前提下，至少可以縮短24%的工程工期。

　　3.碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)的施工工藝

　　3.1根據(jù)設(shè)計(jì)確定粘貼碳纖維的范圍進(jìn)行基底處理

　　3.1.1將砼構(gòu)件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈，達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進(jìn)行必要的處理。對(duì)經(jīng)過(guò)剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分進(jìn)行修補(bǔ)復(fù)原。

　　3.1.2裂縫修補(bǔ)?？p寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫。

　　3.1.3將構(gòu)件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復(fù)后的段差盡量平順。用磨光機(jī)把棱角磨成半徑大于30mm的圓角。

　　3.1.4清洗打磨過(guò)的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。

　　3.2 底層涂刷（底層涂料具有較強(qiáng)的滲透性，可滲入砼表面內(nèi)）

　　3.2.1 把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)。

　　3.2.2用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料。

　　3.2.3底層涂料固化后，表面有凸起部分時(shí)要用砂紙磨光。

　　3.2.4注意在氣溫小于5C，相對(duì)濕度大于85，砼表面含水率在8以上，有結(jié)露可能而無(wú)可靠保證措施時(shí)，均不得施工。

　　3.3環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)構(gòu)件表面殘缺的修補(bǔ)

　　3.3.1構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇剑迯?fù)至表面平整。

　　3.3.2內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩?zhàn)?使之平順。

　　3.4貼碳纖維片

　　3.4.1為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過(guò)程中，嚴(yán)禁受彎折。貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷纖維片，每段長(zhǎng)度一般不超過(guò)6rn。

　　3.4.2碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接。

　　3.4.3按規(guī)定比例摻配樹(shù)脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結(jié)樹(shù)脂，稱為下涂。

　　3.4.4貼片時(shí)，在碳纖維片和樹(shù)脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對(duì)此滾壓，使樹(shù)脂滲入碳纖維中。　　3.5養(yǎng)護(hù)

　　粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護(hù)24h達(dá)到初期固化，并保證固化期間不受干擾。

　　2.6涂裝

　　根據(jù)需要可在樹(shù)脂固化后加固補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件表面，涂刷耐火涂層和色彩。

　　4.碳纖維（片材）加固處理要點(diǎn)

　　在進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固處理前，先對(duì)梁板采取有效地卸載和支頂措施，然后按以下施工工序進(jìn)行加固施工。

　　4.1破損面混凝土表面處理：清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層。

　　4.2按設(shè)計(jì)要求對(duì)破損面鋼筋處理后用M45的環(huán)氧樹(shù)脂砂漿進(jìn)行灌縫或封閉處理，并保證鋼筋保護(hù)層厚度不小于15mm，利用打磨機(jī)將其表面打磨平整，并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構(gòu)件加固表面平整、干燥無(wú)粉塵。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼時(shí)，轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。

　　4.3涂刷底層樹(shù)脂：用滾筒刷將底層樹(shù)脂均勻涂抹于混凝土表面，待樹(shù)脂表面指觸干燥時(shí)即進(jìn)行下一道工序施工。

　　4.4找平處理：表面凹陷部位用找平材料*平整，且不應(yīng)有菱角。

　　4.5粘貼碳纖維片材：將配制好的浸漬樹(shù)脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹(shù)脂充分浸透碳纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待纖維表面接觸干燥時(shí)即可進(jìn)行下一層的粘貼。如超過(guò)60min，則應(yīng)等12h后，再行涂刷粘結(jié)劑粘貼下一層。

　　4.6在很后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。

　　5.結(jié)束語(yǔ)

　　碳纖維加固修補(bǔ)技術(shù)已經(jīng)漸漸擴(kuò)大了其在各個(gè)地區(qū)的適用范圍。這項(xiàng)技術(shù)也通過(guò)一定的調(diào)整及優(yōu)化，已經(jīng)在很多項(xiàng)目中起到了引人注目的效果。當(dāng)其慢慢成熟，從單純對(duì)混凝土進(jìn)行加固和修補(bǔ)，發(fā)展到對(duì)受壓部件的加固，充分證明了其給社會(huì)帶來(lái)的巨大價(jià)值。碳纖維加固修補(bǔ)技術(shù)的產(chǎn)生，在未來(lái)會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用，也希望隨著工藝技術(shù)完善、用材用料的提高，能夠在橋梁加固以及更多域贏得人們的認(rèn)可。

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