碳纤维加固的应用

碳纤维加固包含碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维资料用于混凝土结构加固修补的研讨始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技能起步很晚，但随着我国经济建设和交通工作的飞速发展，现有修建中有适当一部分因为其时规划荷载规范低构成前史遗留问题，一些修建因为运用功用的改动，难以满意当前规范运用的需求，亟需进行修理、加固。现在常用的加固办法有许多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技能是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技能。

技能规范

国内最早经过的规范是2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技能规程》，其编号为CECS146：2003,已经被最新的国家规范规范2006《混凝土结构加固规划规范》替代,其编号为GB50367-2006.

碳纤维加固最近的国标是《结构加固修正用碳纤维片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起履行。

《工程结构加固资料安全性鉴定技能规范》

资料特色

碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节约空间，施工简洁，不需求现场固定设施，施工质量易确保，基本不添加结构尺度及自重，耐腐蚀、耐久功能好等特色。别的，选用该工法，可大大进步修建物的运用寿命，下降加固本钱。因而，碳素纤维作为划时代的补强资料，而备受青睐和重视。

(1)抗拉强度高，是平等截面钢材的7-10倍。

(2)重量轻，密度只需普通钢材的1/4。

(3)耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的损坏。

(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于确保。

(5)适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大起伏进步构件的承载才能、抗震功能和耐久功能。

适用范围

碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固，一起广泛用于各类工业与民用修建物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。

·混凝土结构物、桥梁及修建物的梁、柱、面板加固。

·地道、港湾设备、烟囱、库房、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资料（单向接连纤维）；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向张贴在要补强的结构上，构成一个新的复合体，使增强张贴资料与原有钢筋混凝土一起受力增大结构的抗裂或抗剪才能，进步结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

工艺流程

工艺流程能够概括为：施工预备——砼外表处理——涂刷底胶——构件外表残损面修补——张贴碳纤维——外表维护——找平资料装备——底层或树脂制造——浸渍树脂制造

操作关键

1．混凝土外表处理

1）将混凝土构件外表的残损、破损部分清除洁净。

2）对经过剔凿、整理和露筋的构件残损部分，进行修补、恢复。

3 ）裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行外表涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

4 ）打磨：将构件外表凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平坦，修正后的构件外表尽量平顺。

5 ）清洗打磨过的构件外表，并使其充沛枯燥。

2．缺点部位涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺点部位的砼外表。

3．构件外表残损面的修补

用环氧腻子对构件外表残损面的修补是十分重要的一步，关键如下：

1）腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规则份额称量精确，装入容器，用拌和器拌和均匀。

2）构件外表凹陷部位用环氧腻子填平，修正至外表平坦。在残损修补中运用环氧腻子时，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，外表仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平坦。

4．涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需求粘结的砼外表。

5．张贴碳纤维

张贴碳纤维资料之前，首先应承认张贴外表枯燥。气温在-10℃以上，相对湿度RH>85%时，如无有用办法不得施工。为防止碳纤维受损，在碳纤维资料运送、贮存、裁切和张贴过程中。运用钢直尺与壁纸刀按规则尺度堵截碳纤维资料，每段长度一般以不超越6m为宜。为防止资料在保管过程中损坏，资料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头有必要搭接500px以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需求搭接。

其施工工艺关键如下：

1）张贴树脂的主剂、固化敦促剂和固化剂应按规则的份额称量精确，装入容器，用拌和器拌和均匀。一次谐和量应以在可运用时间内用完为准。

2）张贴时，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资料上滚压多次，使树脂渗浸入碳纤维中。

6．维护

张贴碳纤维资料后，需天然维护1-2小时到达初期固化，应确保固化期间不受外界搅扰和磕碰。

7．涂装

若加固补强构件需求防火时， 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规范和施工规则。

补白：加固资料

契合国标GB50367-2006规则的碳纤维加固资料有:

1),碳纤维单向织物布复合材,200克,300克,以及碳纤维条形板

2),S玻璃布,300克--450克

3),E玻璃纤维单向织物(布)300克--450克

4),改性环氧树脂,用于粘接纤维布

5),碳纤维板，分1.2mm和1.4mm厚两种。

机具设备

首要机具有砂轮切割机、角磨机、滚刷等，一般在2～4台即可满意工程要求。

劳作组织

每100M²面积碳纤维加固组织4名技能工人、6名普工。

质量要求

1．一切进场资料，包含碳纤维资料和胶结资料，有必要契合质量规范，并具有出厂产品合格证，契合工程加固补强规划要求。

2．碳纤维资料在运送、贮存中不得受揉捏，防止碳纤维受损，也不得直接日晒和雨淋，胶结资料应阴凉密闭贮存。

3．各工序的施工质量，由技能人员负责指导、监督，每一道工序完成后提请技能员查看、认可后，才能进行下道工序。

4．涂底层涂料

涂料应涂刷均匀、不得漏涂，严禁在不适合气温条件下施工，添加溶剂稀释后的涂料应在规则时间内用完。

温度低于7℃，相对湿度RH<85%，混凝土外表含水率在8%以下，无结露现象时，有必要运用改性环氧树脂。

5. 构件外表残损修补

构造物外表小孔、内角有必要用环氧腻子修补平坦，腻子涂刮后，外表仍存在的不平糙纹，应再用砂纸磨平。

6. 张贴碳纤维

①贴碳纤维资料时须契合下述条件：

a、碳纤维资料应按规则裁切。

b、气温、空气湿度、构件外表含水率等契合要求。

c、底层涂料及腻子到达指触枯燥（树脂外表到达固化硬结）。

d、粘结树脂的类型与施工时的气温适合，主剂和固化剂、固化促进剂应按规则的份额称量精确，装入容器，用拌和器拌和均匀，一次谐和量应在规则时间内用完。

②碳纤维张贴的质量检验规范：

a、下涂和上涂渗浸入碳纤维束杰出。

b、碳纤维粘结严实。

c、关于直径在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10个能够为合格；若每平方米在10个以上，则认为不合格，需进行补修。关于直径在30mm以上的空鼓，只需呈现，即以为不合格，需进行补修。

d、顺纤维方向搭接长度不小于500px,各层之间的搭接部位不得坐落同一条直线上，层间有必要错开至少1250px。

e、碳纤维资料标准，张贴方位、长度、宽度、纤维方向、层数契合规则。

碳纤维加固混凝土裂缝技能

关于宽度大于0.2mm的独立贯穿裂缝，选用压力灌注结构胶的办法进行补强，一起沿受拉方向或垂直于裂缝方向张贴碳纤维，在要补强的结构上，构成一个新的复合体，使增强张贴资料与原有钢筋混凝土一起受力增大结构的抗裂或抗剪才能，进步结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。　常用于基础修补的工字梁能够抵御136~181kN的拉力，防止墙体曲折，而250px宽的碳纤维条可接受8至10倍这样的压力，其厚度只需3.2mm。

用碳纤修理补房子裂缝有以下长处

a、重量轻，厚度薄，基本不添加结构自重及截面尺度。

b、适用面广，灵活性强，可用于各种类型和形状的结构构件加固。

c、施工方便快捷，不需求大型机具，没有湿作业，无需动火，无需其他固定办法，不受原结构形状约束。

d、高耐久性，因为不会生锈，十分适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀坏境中运用。