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碳纖維布加固的受力特點

碳纖維布加固鋼筋混凝土抗彎構(gòu)件，是通過將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)，代替或補充鋼筋的受拉性能，從而提高構(gòu)件的抗彎承載力。粘貼碳纖維布后，在構(gòu)件受拉區(qū)混凝土開裂前，碳纖維布的應變很小，基本不發(fā)揮作用；在混凝土開裂后，碳纖維布逐漸參與共同受力，應變增長加快；而在鋼筋屈服后，碳纖維布充分發(fā)揮作用，應變增長迅速加快，其高強高效的性能得以充分體現(xiàn)。

4 碳纖維布加固的施工技術(shù)與質(zhì)量控制

（1）施工技術(shù)

碳纖維布加固技術(shù)是依賴于碳纖維布與混凝土表面的粘貼效率，所以一般要求基面的混凝土強度等級不低于C15，同時要求被加固構(gòu)件應具有良好的保護層，即基面平整且具有一定強度。對于構(gòu)件有剝落、起皮、腐蝕、裂縫及嚴重碳化等表面缺損，必須*行修復，并應將粘貼基面打磨平整、整理干凈，而且不應有尖銳楞角和浮灰粉塵，以防止碳纖維布的局部破壞和粘貼失效。

涂刷底層樹脂時，一般按比例準確配制好膠水后攪拌均勻，且一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完，以確保粘結(jié)質(zhì)量。在涂刷過程中，要用滾筒或刷子均勻地涂抹在基面上，自然風干。

用碳纖布加固混凝土構(gòu)件，一般都采用薄布多層的粘貼方法，使其與粘結(jié)材料充分浸潤，并用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使碳纖維布與浸漬樹脂充分結(jié)合，以確保粘結(jié)效率。一般情況下碳纖維布不搭接，若碳纖維布確需搭接時，其搭接部位應避開構(gòu)件應力最大區(qū)段，搭接長度不應小于100mm，且搭接端部應平整無翹曲。若碳纖維布需多層搭接，則各層接口位置，不應在同一面，其接口位置的相互凈距一般應大于200mm。

環(huán)境要求：在5℃以上的溫度條件下進行，雨天和可能結(jié)露的天氣，應當停止施工。

（2）施工時質(zhì)量控制

⑴ 施工溫度

由于環(huán)氧樹脂在低溫下固化過程比較緩慢，涂層不易均勻，因此一般施工溫度都選擇在15℃～28℃的溫度下進行施工。

⑵ 應保持成型所需要的壓力

橋梁粘結(jié)加固補強工程，大多數(shù)都是在梁（板）的底面進行，由上而下進行粘貼。無論采用哪一種補強材料，如果成型時施加的壓力不足，勢必會造成加固補強層下墜，與混凝土之間的粘合不緊密，以致使補強層材料發(fā)生脫落，影響加固補強的效果，特別對于較長的梁體加固而言，可以在粘貼范圍內(nèi)設(shè)置碳纖維布u型箍錨固。u型箍應在粘貼范圍內(nèi)均勻布置，、而且一般在端部需設(shè)置一道，u型箍的粘貼高度宜伸至板底面，每道u型箍的寬度與厚度均不宜小于受彎加固碳纖維布寬度的一半。

⑶ 空鼓處理

粘貼時樹脂涂刷要均勻，并用力刮平，將氣泡擠出來，以免形成空鼓和脫膠，影響加固補強的效果。若檢查發(fā)現(xiàn)粘貼出現(xiàn)了空鼓現(xiàn)象，可采取注入環(huán)氧樹脂法、割刀切入填充樹脂修補法、補丁修補法等措施予以彌補。<<碳纖維布加固施工方案>>

　　碳纖維布加固技術(shù)于國內(nèi)最早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，其編號為CECS146：2003,現(xiàn)已經(jīng)被最新的國家標準規(guī)范2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》代替,其編號為GB 50367-2013.

　　一、前言

　　碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補的技術(shù)研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。我國的這項技術(shù)起步較晚，但隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和建筑事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當一部分由于當時設(shè)計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規(guī)范使用的需求，亟需進行維修加固補強。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、植筋加固法等。碳纖維加固修補結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù),譽為:加固補強新斗士。

　　二、特點

　　碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關(guān)注。

(1)抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍。

(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。

(3)耐久性好，可阻抗化學腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。

(4)施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。

(5)適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進行加固?？纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。

　　用途　

·混凝土結(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。

·隧道、港灣設(shè)施、煙囪、倉庫、廠房的加固。

·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護和加固。

　　三、碳纖維加固適用范圍

　　碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補強。

　　四、工藝原理

　　將抗拉強度*的碳纖維用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強材料（單向連續(xù)纖維）；用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性。

　　五、工藝流程及操作要點

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