碳纤维布

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碳纤维布范文第1篇

Abstract： Carbon fiber reinforcement technology not only can improve the shear and bending capability of the structure， and also its construction is simple and convenient. This paper， combined with engineering examples， describes construction process of reinforcing concrete beams by carbon fiber reinforcement technology and quality control technology.

关键词： 碳纤维布；加固；施工技术

Key words： carbon fiber；reinforcement；construction technology

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0099-02

1 工程概述

某市医院外科住院大楼工程为十一层钢筋砼框架结构，砼设计强度地下室至六层为C40，六层以上为C30。一至三层砼施工完毕后，由于种种原因，砼标准养护的试块28天强度未达到设计要求，经检测单位回弹、取芯检测仍未达到设计要求。设计人员根据回弹结果对结构局部框架梁、柱验算表明，结构不能满足设计要求，必须加固处理。

2 加固方案的选择和加固计算

2.1 加固方案的选择 项目经理部组织设计等多家相关单位对多种加固方案进行分析比较，鉴于碳纤维布加固具有强度高（强度约为普通钢材的10倍），耐腐蚀性及耐久性好，自重轻（约300g/m2），易于裁剪，适用范围广，施工简便（不需大型施工机械及周转材料），施工工期短等优点，最终确定采用碳纤维布加固。

2.2 加固计算 ①碳纤维布加固砼梁抗弯验算如表1。②碳纤维布加固砼梁上端支座抗剪验算如表2。

3 碳纤维布加固材料技术指标

所有材料的选用均参照《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的技术要求。

3.1 碳纤维布 选用上海怡昌碳纤维材料有限公司生产的同固牌碳纤维布及碳纤维布粘贴专用胶。碳纤维布规格：200g/m2，幅宽10～60cm，厚度0.167mm，碳纤维布的主要技术指标如下：弹性模量≥2.4×105MPa；抗拉强度≥3400MPa；延伸率≥1.77%。

3.2 粘贴用胶（底胶、修补胶、面胶）技术指标粘贴用胶主要技术指标如下：①底胶：拉伸剪切强度≥14MPa；正拉粘结强度≥2.5MPa。②修补胶：抗拉强度≥30MPa；抗弯强度≥40MPa；正拉粘结强度≥2.5MPa。③面胶：抗拉强度≥40MPa；拉伸剪切强度≥14MPa；受控弹性模量≥2500MPa；弯曲强度≥40MPa；正拉粘结强度≥2.5MPa；延伸率≥1.5%。

4 施工工艺

4.1 施工工艺流程如图1

4.2 碳纤维布粘贴的构造要求 ①采用粘贴碳纤维织物加固工艺的砼承重结构构件其砼强度等级不应低于C15。②砼构件粘贴部位的含水率不应大于4%，环境温度不应小于5℃，否则应采取一定的处理措施。③砼粘贴表面需进行打磨处理，应达到平整度5mm/m，构件转角粘贴处要打磨成圆弧状，圆弧半径应不小于20mm。④碳纤维布粘贴采用连续法施工工艺，允许搭接，搭接长度不小于10cm，碳纤维布在加固区段外的锚固长度规定如下：对受拉区，不应小于200d，且不应少于600mm；对受压区，不应小于180d，且不应少于480mm。（d为高强度复合纤维增强布的厚度）。

4.3 施工准备 ①量测记录梁的实际尺寸，砼表面的凹凸或破损状况、表面龟裂状况，现构件上的附属物情况，周围有无水、粉尘、外来物之污染。同时对影响梁加固的障碍物进行清除，确保梁底有30cm以上作业空间。②粘贴定位。根据图纸内容在需加固的砼梁、柱表面定位，保证粘贴的准确性。

4.4 砼表面机械打磨 ①根据定位打磨梁底、梁面、柱周围待粘贴砼表面，用角向手提砂轮机安装金刚石磨片打磨，使碳纤维布能平滑地贴附于梁、柱表面，以避免碳纤维布折角处造成应力集中。②待底面打磨平整后，将待粘贴面清理干净。

4.5 基面处理 用麻布将待贴布砼表面揩净，并充分干燥。

4.6 涂刷底胶 ①按胶水配比甲：乙=3：1（重量比），配制搅拌均匀。②用涂料辊筒将纤维胶均匀涂刷在砼表面。

4.7 批补修补 ①手摸不粘手时，即可涂刷修补（约2小时）。②按修补胶配比甲：乙=3：1（重量比），最取各组分配制粘贴用胶，搅拌均匀。③对于特别不平处在加固前用批刀将修补材料满批在砼表面，手摸无高低不平为止，填补时需将小槽处碎砼及浮屑清除掉并用麻布擦拭干净。

4.8 涂刷面胶 ①手摸不粘手即可涂刷面胶（约2小时）。②按面胶配比甲：乙=3：1（重量比），量取配制，并搅拌均匀。③用涂料辊筒将面胶均匀涂刷在处理好的砼表面上，抹成厚为1mm左右的纤维粘结剂，且应为中间厚边缘薄。

4.9 按设计图纸要求裁剪碳纤维布 ①砼表面处理完后，先根据位置放样剪切碳纤维布。②剪切时沿碳纤维布轴向裁剪，并卷好。

4.10 粘贴碳纤维布 ①将裁剪成料的碳纤维布粘贴在面胶上，并应拉紧、压实、赶平，不能留有气泡和皱褶，边放布边用专用辊筒沿碳纤维布方向压布辊实、来回滚压，挤出气泡使树脂充分漫渍碳纤维布，直到面胶浸透布并渗到布外层为止，等待固化。②施工过程中必须使得每束纤维布不打折，均处于拉紧状态。每层粘贴质量自检合格后，方可再贴下一层碳纤维布，同时重复以上步骤。③粘贴完后，再在表面用毛辊筒涂刷一层碳纤维粘结剂，自然固化。最后检查粘贴是否密实。

4.11 表面处理 确保粘贴密实后，在外表层均匀洒上一层细砂，以利今后粉刷。如无粉刷则此工序可省略。

5 质量检验及验收标准

①纤维产品应按设计图纸要求选用，技术指标必须符合有关规定，所用纤维产品应有产品质保书及复检报告。②粘结胶料应按设计要求选用，符合基本性能要求，所用胶料产品应有质保书及复检报告。③施工质量检验及验收标准（表3）。

6 结论

通过对某市医院外科住院大楼工程的炭纤维布的施工实践，碳纤维布加固钢筋混凝土结构技术具有裁剪简便，施工方便，工期短，质量可靠等优点。工程自2012年11月12日加固完毕后至今，使用良好。

参考文献：

[1]CECS25：90，混凝土结构加固技术规范[S].

[2]JGJ116-98，建筑抗震加固技术规程[S].

[3]CECS146：2003，碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程[S].

碳纤维布范文第2篇

【关键词】桥涵盖板；病害；碳纤维布加固原理；施工工艺；工程性能评价

1 桥涵盖板病害产生原因

近年来载重汽车吨位的不断增大，许多桥涵的盖板出现了混凝土开裂、风化露筋、钢筋锈蚀等严重病害，桥涵盖板的承载力下降。该病害严重地影响到公路行车安全，急需对发生病害的桥涵盖板进行加固处理。

2 碳纤维布性能指标和加固原理

碳纤维聚合物CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer) 加固混凝土结构，是近十年来在发达国家中新兴的成熟的加固技术，也是国内工程界日渐关注和发展中的加固应用技术。

2.1 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3 500 MPa以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为23 000 MPa-43 000 MPa，亦高于钢。因此，CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达2000 MPa/(g*m3)以上，而A3钢的比强度仅为59 MPa/(g*m3) 左右，其比模量也比钢高。碳纤维和石墨纤维一般统称为碳纤维，含碳量都在95%以上，目前具有工业意义的原丝仅有聚丙烯睛纤维(PAN)和中间相沥青，各国生产碳纤维主要是以聚丙烯睛纤维为原料，经过高温碳化等特殊工艺加工成极细的纤维丝(直径5 pm--10 pm)。我国CECS 146-2003碳纤维QD片材加固混凝土结构技术规程规定的碳纤维布的主要力学性能指标要求如表1所示。

2.2 碳纤维增强复合材料加固修补桥涵盖板技术，是利用专门配制的粘结剂将碳纤维片粘贴在桥涵混凝土盖板构件需补强加固部位表面，使混凝土与碳纤维片形成一体，共同工作的加固修补方式。碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍;但是碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又要确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固的目的。钢筋混凝土盖板的抗弯加固，是通过将碳纤维布粘贴于构件受拉区，代替或补充钢筋的受拉性能，从而提高构件的抗弯承载力。粘贴碳纤维后，在构件受拉区混凝土开裂前，碳纤维的应变很小;在混凝土开裂后，碳纤维布逐渐参与共同工作，应变增长加快;而在钢筋屈服后，碳纤维布充分发挥作用，应变增长迅速加快，其高强高效的性能得以充分体现。钢筋混凝土盖板的抗剪加固，是将碳纤维粘贴于构件的受剪区， 这里碳纤维的作用类似于箍筋。在构件屈服前，碳纤维的应变发展缓慢，所达到的最大应变值也较小;在构件屈服后，箍筋的作用逐渐被碳纤维代替，碳纤维的应变发展加快，应变值要高于箍筋的应变值，而箍筋所起的约束作用减小，其应变发展缓慢。

3 施工工艺及技术要点

桥涵盖板加固工程的施工日期要安排在雨季前或雨季后，以减少雨水对工程的影响。其施工工序为：施工准备；卸荷；混凝土表面处理；配置、涂刷底胶；找平面层并配置找平胶；粘贴碳纤维片材；保护。

3.1 施工准备：认真阅读设计图纸，根据实际情况拟定施工计划，备齐施工所需的各种材料及机具。

3.2 加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。

3.3 混凝土表面处理：清除桥涵盖板底面剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，对于较大面积的劣质层在凿除后用环氧砂浆进行修复。用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，将混凝土面层打磨平整，尤其把表面的凸起部位磨平，转角粘贴处进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥20mm)。用吹风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。

3.4 配置、涂刷底胶：按主剂:固化剂=2:1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后再进行下一工序施工。一般固化时间为2～3d。

3.5 配置找平胶（FE胶）并找平面层混凝土盖板表面凹陷部位用FE胶填平，模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补，转角处用FE胶修补成光滑的圆弧，半径不小于10mm。

3.6 粘贴碳纤维片材：按尺寸裁剪碳纤维布，调配、搅拌粘贴碳纤维材料的加固专用胶（FR胶），搅拌至色泽均匀，然后用滚筒刷均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些，在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，将碳纤维布拉紧展平并铺在涂有FR胶基面上，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维。碳纤维沿纤维方向的搭接长度不小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维固定。多层粘贴重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维的表面均匀涂抹FR胶。其厚度为1～2 mm。

3.7 保护：加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。

4 碳纤维加固工程性能评价

4.1碳纤维材料性能评价

碳纤维的弹性模量与钢材较为接近，极适合于钢筋砼结构的加固修复，同时，碳纤维的抗拉强度为普通钢材的10倍，在达到相同加固效果的情况下，碳纤维的用量比钢材少得多。

碳纤维重量仅为200-300g/m2，约为3mm厚钢板的1/100，几乎不增加结构自重，不会引起结构的连锁补强。

根据有关资料，在弱酸环境中，经过一万次的冻融循环，干湿交替，一定光照时间，70℃热水中浸泡30天等作用下，碳纤维的耐久性能、抗腐蚀性能、耐老化性能均无降低，疲劳强度仍保留80％。

4.2 碳纤维工程技术经济性能评价

与传统的加固技术相比，碳纤维加固砼技术具有良好的经济性能，虽然表面上看，碳纤维材料价格相对要高一些，但实际用于加固工程时，其综合造价却较低。碳纤维加固工程不需要大型施工机具和辅助机械，节省了台班费用；碳纤维属于轻质柔性材料，易于施工，降低了人工费用；碳纤维具有良好的耐腐蚀性能，不需要定期维护，节省了维护费用；当碳纤维批量使用时，其材料价格也不断下降。

5 结论

碳纤维材料在结构加固工程中的应用越来越广泛，在已有的加固方法中，碳纤维材料以其优异的力学性能，简便的施工工艺与良好的效果得到普遍认同。

碳纤维补强加固混凝土结构技术作为一种技术含量高的建筑物补强加固方法，具有很高研究，推广价值和社会经济效益。

参考文献：

碳纤维布范文第3篇

关键词：碳纤维布；加固；混凝土结构；应用

Abstract: The carbon fiber cloth reinforcement characteristics, construction techniques and construction methods, reinforcement effect, the conclusion.

Keywords: carbon fiber cloth; reinforcement; concrete structures; application

中图分类号： TU37文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1、引言

碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。目前，随着我国经济建设的逐步增长，已竣工的工程和在建工程，特别是公建工程随房屋功能的需要的不同而改变，难以满足当前规范使用的需求，结构需进行维修、要加固，目前常用是加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢法、粘钢加固法和碳纤维加固法。前3种的加固方法施工周期长、占地大、功效小。碳纤维布加固是目前设计单位加固设计中最常用的一项，它具有强度高、施工速度快、功效高的特点。碳纤维布的抗拉强度最高能达到3400Mpa以上，受力弹性模量在240000MPa以上,延伸率能达到2%，单位面积质量≦300g/㎡。

2、碳纤维布加固混凝土结构的技术特点

碳纤维布加固法是将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性，达到结构补强和改善结构受力的目的。与加大截面法、外包钢法、粘钢加固法相比碳纤维布加固具有明显的优势，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为新型的补强材料，而备受青睐和关注。

（1）抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍，能达到提高结构的承载力，改善结构的受力性，达到加固目的。

（2）自身重量轻薄，密度只有普通钢材的1/4，经加固后的原构件基本不会增大自身重量和尺寸。

（3）耐腐浊、耐久性好，可阻抗化学腐浊和恶劣环境、气候变化。经研究实践表明在外面的碳纤维布的寿命在30年左右。而表面涂抹水泥砂浆保护层或其他保护材料的碳纤维布寿命在50年左右。

（4）施工方便简便、施工速度快、基本不占用场地、省时省力施工质量易保证。

（5）适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可以加固。特别是对其他加固方法无法进行结构加固的结构碳纤维加固法都可以进行加固施工。像隧道、烟囱、受盐腐的混凝土、桥梁等。可大幅度提高构件的承载力、抗震性能和耐久性能。

3、工程实例

3.1概述

海安大世界广场6#楼位于海安老汽车站，是海安县文峰大世界投资新建。一至七层为购物中心，建筑面积43760 m2，集购物、休闲、娱乐为一体。在工程施工至4层结构时由于业主招商引入南京幸福蓝海影业有限公司在A区6、7层增设电影院。由于影院功能需求影厅高度要达到9米以上，因此影厅内7层楼面取消，经设计院对A区重新设计验算对4层以下及地下室柱、进行加固处理。

3.2加固方案

设计院提出2套加固方案

1、外包钢加固法：梁部位加固在梁底粘贴6MM厚钢板，柱加固在柱四角包8mm×L80 mm角钢4mm×50厚缀板@250焊接灌浆。优点：加固材料可控性好，定期保养、油漆是钢板长期不锈。缺点施工难度大，周期长，增加构件自重，钢板与混凝土结构不易粘结。

2、碳纤维布加固法：选用碳纤维布的抗拉强度达到3400Mpa以上，受力弹性模量在240000MPa以上,延伸率能达到2%，单位面积质量≦300g/㎡。优点：施工容易，重量轻、体积小，速度快，碳纤维布与混凝土结构易结合，寿命能达到30～50年。

考虑到时间就是效益，我们选用了碳纤维布加固法进行加固处理，使工程能提前完工，商场提前开业为业主提前创造效益。

3.3施工工艺流程

施工准备混凝土表面处理找平材料配置构件表面残缺修补底胶配置涂刷底胶浸渍树脂胶配置粘贴碳纤维布表面养护。

3.4施工工艺要点

3.4．1、表面处理

1）、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，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。

2）、裂缝部位，如有必要应先进行封闭处理。

3）、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，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（R³ 10mm）。

4)、用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。使用高强度聚合物砂浆修补表面凹陷底部分。

3.4.2、构件表面残缺系修补

1）、混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。

2）、转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。

3）、整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），方可再进行下一道工序。

3．4.3、涂底胶

1）、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，在规定时间内用完。

2）、用滚桶刷或毛刷将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，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），再进行下一道工序。

3.4.4、碳纤维布粘贴

1）、粘贴碳纤维布的气温应在10℃以上，按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。

2）、按生产厂家提供的施工工艺规定配置浸渍胶，比重称量正确装入容器充分搅拌均匀，一次调和量应在规定时间内用完。用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。

3）、用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。当需要搭接粘贴时，搭接长度应大于10cm。多层粘贴应重复以上步骤，待纤维表面指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。

4）、在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。

3.4.5、养护

粘贴碳纤维布后，自然养护1-2小时达到初期固化，应保证固化期不受外界干扰和碰撞。碳纤维布粘贴后达到设计值自然养护应在14天左右。

4、加固效果

碳纤维布粘贴完成达到龄期后，请专业检测部门对其与混凝土结合强度做了破坏性拉拔试验，试验结果拉拔强度超过设计要求，碳纤维布牢固的与混凝土粘结在一起，达到了设计要求。

5、结论

碳纤维布具有轻、薄、高强度、抗腐浊、耐老化等优点。很好的与混凝土结构形成一个共同体，使混凝土结构补强的抗拉强度达到一定的目的。

碳纤维布加固法与粘钢加固法比较费用差不多，但碳纤维布加固施工方法简单、速度快捷、功效高、施工场地占用少、工期短，在工期上具有明显的优势。

碳纤维布加固法效果好，强度高、适用范围广、施工质量容易保证、耐腐浊及耐久性好不受环境条件的影响，采用碳纤维布加固后基本不增加结构自身的尺寸和重量，能适应各种其它加固无法施工的结构，碳纤维加固法会在越来越多的领域广泛应用。

参考文献

【1】仇月冬,张铁鹏.粘贴碳纤维布加固混凝土结构新技术【J】.邮电设计技术,2002年（7）:47-49.

碳纤维布范文第4篇

关键词：碳纤维布加固施工技术

碳纤维布具有高抗拉强度、高弹性模量、质量轻、厚度薄、耐腐蚀性能好、使用方便等重点，所以碳纤维布加固钢筋混凝土结构是新兴的一种加固技术。该技术是利用树脂类材料将碳纤维布粘贴于结构或构件表面，使碳纤维布与混凝土形成一个复合性整体，提高结构构件的抗弯、抗剪承载能力，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。碳纤维布加固技术具有施工便捷、用途广泛、不改变结构形状及重量等特点，有很大的研究推广价值。

1工程概况

某高速公路第八设计段有120多万土石方要从设计的3号取土场取料进行路基填筑，该填筑路段走向与附近蜿蜒的头道花园河基本一致，与3号取土场隔河相望，仅一县道以4-20m钢筋混凝土T梁跨河通过。头道花园河河床主要是巨粒卵石和大孤石，雨季和冰融季节水流量大而急，每秒达300m3以上，修建便桥难度特别大。但该旧桥是于80年代修建，上、下部结构均采用的是C25混凝土；设计荷载标准为汽-20、挂-100级，人群荷载3.0KN/m2，设计抗震烈度为6度。通过对该桥进行现场检查、检测，发现该桥病害较多，主要集中在桥面开裂、破损严重， T梁跨中截面出现竖向受力裂缝，1/4跨处出现弯剪裂缝等。结构承载力基本满足设计要求，但安全储备不是很足，安全系数偏低。而附近高速公路施工期间经过该桥多为重载车且车流量大。经过比选，决定采取加固该旧桥的方案来实现跨河至3号取土场取料。

2加固方案及施工工艺

具体加固方案为：一是将原桥面整体化层及铺装层整体凿除，然后植筋，按要求一次性加厚施工桥面整体化层，替代了原桥水泥混凝土整体化屋及沥青混凝土桥面铺装；二是用改性环氧树脂进行裂缝处理及用碳纤维布加固梁体。碳纤维布加固方法，在T梁底粘贴与梁同宽的通长碳纤维布条2层，并在端部5m范围内按20cm间距粘贴100mm宽单层碳纤维布“U”形箍，以便更好的将梁底碳纤维布加以固定及增大端部抗剪强度。在翼缘根部，粘贴一层碳纤维布压条。

2.1裂缝处理

（1）表面清理

用打磨机将混凝土表面污物及浮浆清理干净，直至露出密实的混凝土结构。对缝宽小于0.2mm的，用改性环氧树脂进行表面涂刷密封；对大于0.2mm的裂缝用改性环氧树脂灌缝修补。

（2）安装底座

在梁的两侧裂缝处各安装两个硅酮橡胶灌浆底座，并用专用底座粘贴胶进行固定，两个灌浆底座的间距约200mm。

（3）裂缝密封

用封缝胶将整条裂缝及可能漏胶的部位进行表面密封，并等待封缝胶的硬化。

（4）灌注改性环氧树脂

将装好低粘度改性环氧树脂灌缝胶的专用注射筒安装至底座上，并加压灌注，直至灌满为止。灌注过程应连续施工，注意不可产生漏浆现象。

（5）拆除底座

待所灌注的改性环氧树脂硬化后，将橡胶底座拆除，并将表面用打磨机打磨平整。

2.2碳纤维布加固工艺

碳纤维布施工工艺流程见图一。

图一 工艺流程图

（1）表面处理

混凝土表面如出现的表面脱落、蜂窝、腐蚀等劣化现象部位应予以剔除，对较大面积的劣质层，在剔除后用水泥砂浆进行修复。将混凝土的表面用混凝土角磨机处理整平，除去表面松散物、尘埃、油脂等杂物，凸出部位要磨平，转角部位要倒成不小于20mm的圆角。用吹风机或吸尘器将混凝土表面清理干净并保持干燥。用脱脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面，若有漏水现象要作止水、导水等处理，被加固结构表面处理的好坏直接影响加固质量。

（2）涂刷底胶

把底层树脂的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入专用容器内。先称量主剂，然后加入固化促进剂，搅拌均匀，1~3分钟后再加入固化剂，并用搅拌器搅拌均匀；一次调和量应在可使用时间（约30~40分钟）内用完。用专用滚筒刷将底层树脂均匀的涂刷于混凝土表面，待树脂表面指触干燥（树脂表面达到固化硬结）后，表面上的凸起部分（类似结露的露珠状）要有砂纸或角磨机磨平。

（3）修补找平

用配制的环氧腻子将结构表面凹陷部位填平，并修复至表面平整、顺滑，无楞角。转角处也应修复为光滑的圆弧。腻子涂刮后，表面存在的凹凸糙纹，应用砂纸打磨平整。

（4）粘贴碳纤维布

首先，裁剪碳纤维布。根据要求裁好所需尺寸，并保证剪裁后的碳纤维方向与粘贴部位方向一致。严禁斜向裁切碳纤维布，防止出现拉丝现象。裁剪后的碳纤维布卷成卷状，防止褶皱、弯折。然后，配制浸渍胶液。按规定的比例准确称量浸渍胶液的主剂和固化剂，装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次配制胶量要以可使用时间（约50~60分钟）内施工所需量为限。最后，粘贴碳纤维布。粘贴前应对粘贴面再次擦拭，确保无粉尘后，将浸渍胶液均匀地涂抹于所要粘贴的部位。涂刷时，必须做到“稳、准、匀”的要求，即：稳，涂刷用力适度，尽量不流不坠不掉；准，在粘贴部位准确进行涂刷，满刷且不出控制线；匀，涂刷范围内薄厚均匀一致。粘贴碳纤维布时，同样要“稳、准、匀”，使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。滚压碳纤维布时，必须用特制的滚筒从一端向另一端多次进行滚压，挤除气泡，不宜在一个部位反复滚压揉搓，滚压中应让浸渍胶液充分渗透碳纤维布，以达到脱泡、浸润的效果。需要搭接时，沿纤维方向的搭接长度不小于100mm，并保证搭接部位的胶液浸渍质量。随着结构胶粘剂反应使粘度增高固化（碳纤维表面指触感干燥为宜），再涂第二层时就可达到良好效果，多层粘贴重复以上步聚，在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍胶。

（5）养护

粘贴碳纤维布后应进行养护，特别是在其固化时要防雨淋、防风砂等，严格不受外界干扰和碰撞，养护期约一周。

（6）检验

施工质量检验及验收标准：

a、碳纤维布片粘贴位置的中心线允许偏差不大于10mm，采用钢尺测量全部；

b、碳纤维布片粘贴量不小于设计数量，根据测量计算全部；

c、粘贴质量：单个空鼓面积小于1000mm2时采用充胶修复，不小于1000mm2时采用割除修补；空鼓面积之和与总粘贴面积之比小于5%，锤击法全部或抽样检查；

d、粘接质量不符合要求需割除修补时，应沿空鼓边沿，将空鼓部分的碳纤维布割除，用每边向外缘扩展100mm大小的同样碳纤维布，用同样粘结剂，补贴在原处。

3施工注意事项

（1）固化剂中含有有机过氧化物，应使用玻璃、铝、不锈钢等材料的容器，避免使用铁、铜等制品。底胶和腻子的固化剂与浸渍胶液的固化剂不同，使用时应分清用途，不得用错。

（2）所有材料的计量必须使用计量精度为±1g的计量器，混合的顺序是：先计量树脂，然后添加固化促进剂搅拌1~3分钟，再后添加固化剂搅拌1~3分钟，严禁同时添加固化剂和固化促进剂进行混合。

（3）树脂的混合量应在可使用时间内用完，特别是在进行浸渍胶液的施工时，应考虑浸渍时间再决定混合量。树脂凝化时间一超过，就会发生急剧的固化，不能再进行重复使用，为保证施工质量，一般可使用时间控制在比凝化时间短10分钟左右。主剂、固化剂混合后，严格遵守可使用时间，一旦出现凝化的前兆应立即停止使用。

（4）碳纤维布只有与所加固修补的混凝土表面紧密接触，才可能产生良好的补强效果。需加固部位表面的锐利突起物或楞角，都可能使碳纤维布产生操作而导致强度降低。因此，粘贴碳纤维布前，一定要检查需加固部位表面是否平整，否则应进行打磨，平整度保持在1mm以内。

（5）碳纤维布在运输、储存过程中不得受挤压，以免碳纤维受损，胶结材料应阴凉密闭储存。保管碳纤维布时，应避免日光直射及雨水、灰尘等的侵袭。碳纤维布裁剪后应卷成小卷，防止褶皱。

（6）由于碳纤维为导电材料，施工时应远离电气设备及电源，或采取相应的防护措施。粘结剂的配制应室内进行，其操作环境及施工现场均需保持良好的通风。施工人员应戴防护面罩、手套并着工作服。

（7）各种材料不得污染生活水源。废弃物应按环保要求集中处理，不得直接倾倒大自然或下水道。

4总结

利用碳纤维布加固技术补强后，该桥经历了施工期间高频率重载车的考验，正常使用至今，未出现任何异常现象。

碳纤维布范文第5篇

关键词：加固机理；碳纤维布；承载力

中图分类号：TQ327.3 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数

1.引言

钢筋混凝土结构广泛应用于建筑结构中，混凝土碳化、介质侵蚀、碱骨料反应等原因，经过长时间的使用，梁体的承载力或耐久性均会有所下降，最直接的处理方法就是拆除重建或补强加固。常用的加固方法主要包括：加大混凝土截面加固法、外包钢加固法、粘钢加固法、预应力加固法以及粘贴碳纤维补强加固。采用碳纤维加固是目前比较可行的方法之一，实际上，碳纤维布增强混凝土结构在实际应用中有很多优势，比如良好的承载力、不腐蚀、防磁化、重量轻、不占用空间等。

2.碳纤维布的物理力学性能

2.1物理性能与应用

按高分子材料的种类可分为碳纤维布（CFRP） 、玻璃纤维布（ GFRP） 和芳纶加劲布（AFRP） 三种，其中以碳纤维布的应用最为广泛。碳纤维布具有较高的抗拉强度，约为普通钢材的10 倍，弹性模量与钢材处于同一数量级；自重轻，每平方米质量为3 mm 厚钢材的1P100 ；厚度小，其厚度为1～2 mm ，是一种高效的结构加固修补材料。

2.2力学性能

碳纤维布是一种正交异性材料，通常在纤维方向具有很高的强度，而在垂直于纤维的方向强度较低。一般，将碳纤维布的主拉应力方向沿加固混凝土梁体的纵向布置，与受力钢筋方向一致，这种加固方式为单向加固。当需要双向加固时，可采用双层粘贴的方式实现。从前人的试验分析基础上得到的应力应变曲线可知，碳纤维布的应力—应变关系在断裂前基本上是一条直线，即碳纤维布在工作应力范围内基本上表现为线弹性，不存在屈服点或塑性区。

3.碳纤维布的加固机理[1、3]

3.1梁体加固机理

采用碳纤维布粘贴加固混凝土梁，一般是粘贴在梁底受拉区，以提高截面的抗弯承载力，这时碳纤维布的作用类似于梁底受拉钢筋。碳纤维布和混凝土梁通过粘结层传递剪应力和粘

结正应力，以达到共同工作的目的。然而，在碳纤维布端部处往往由于形状变化而产生应力集中，即产生较大的剪应力和粘结正应力，因此，其常见的破坏模式主要有四种：①碳纤维布达到极限强度发生断裂，由于碳纤维布断裂前处于弹性状态，断裂后立即退出工作，使梁的破坏具有一定的脆性； ②受压区混凝土被压坏相当于混凝土适筋梁破坏梁体所具有的良好延性； ③混凝土粘结面剪切破坏，即在碳纤维布端部应力作用下由于粘结层的剥离强度较低导致碳纤维布剥落； ④混凝土保护层剥落破坏，这是由于端部混凝土保护层被拉裂产生竖向裂缝，当裂缝延伸到纵向钢筋后，又沿钢筋产生水平向的剥离裂缝，使碳纤维布连同保护层发生剥离破坏。[1、3]

3.2粘结锚固机理[2]

纤维织物与混凝土之间的粘结力由以下几个部分组成：纤维织物与混凝土的摩擦力；纤维织物与混凝土的机械咬合力；纤维织物与混凝土的化学胶着力；纤维织物由于温度变化和吸

湿引起的膨胀及混凝土硬化收缩对纤维织物产生的压力。面粘结性能是发挥纤维织物对混凝土基体增强、增韧、阻裂能力的关键。通过前人对纤维织物增强混凝土薄板界面粘结性能试验初步研究，经过总结可以得到几点结论： 1）纤维织物与混凝土之间的粘结力与纤维的种类有关，纤维织物的弹性模量越高，纤维织物的伸长变形越小，纤维织物与混凝土之间的粘结力越大。2）应进一步研究粘结滑移模型，建立纤维织物与混凝土界面单元本构关系，深入分析纤维织物增强混凝土薄板的界面粘结性能3） 碳纤维布锚固端的应力集中不但与其性能有关，还同粘结层的性能有关，降低粘结层剪切模量，可以降低端部剪应力集中。因此，应尽可能选用柔性好的材料可有效地降低剥离应力。4） 粘结层的厚度不宜过大，构件同一部位碳纤维布粘结层数不宜超过3 层。5） 粘结应力与锚固长度有关，锚固长度越短，局部粘结应力越大，因此，纵向抗弯加固的锚固长度应尽可能加长，有条件时建议延伸到梁体的支座边缘。6） 为保证碳纤维布粘贴面平整，粘结剂应涂刷饱满、均匀，保证碳纤维布与混凝土的整体粘结效果。

4.碳纤维布加固工程实例

4.1工程概况

某中学教学楼房屋的建筑主体部分为地上6层，混凝土强度等级均为C25，框架柱截面尺寸为400mm×600mm，框架梁尺寸多为250x500mm和400×650mm，目前，主要作为教室及办公室使用。

4.2检测结果

经检测公司检测鉴定，从一层至三层B～F轴线与10～13轴线范围内五根框架柱承载力不足，框架梁承载力不足。主要表现为：部分框架梁配筋不足或抗震构造措施不满足要求，为确保教学楼的使用安全，需对教学楼进行加固。

4.3碳纤维布加固设计

采用碳纤维布对梁进行加固，梁底粘贴宽250mm、厚度为0.117mm的碳纤维布两层，梁两端贴6道宽lOOmm的U形箍，净距50mm。分别计算加固后梁的受弯承载力和受剪承载力，并与原构件进行对比，看加固后的构件是否已满足结构承载力要求。

4.4碳纤维布加固的施工方法

4.4.1基本施工工艺

施工准备结构表面处理底胶配制并涂刷找平胶配制并修复、平整粘贴胶配制并涂刷粘贴纤维布表面喷砂防护。

4.4.2施工措施：

1）基底处理。2）混凝土表层出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大的面积的劣质层在凿除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。3）对表面有裂缝的部分如有必要应首先进行封闭灌浆处理。4）用混凝土角磨机、砂纸等工具去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，转角粘贴处要进行倒圆角处理（R≥25mm）。5）用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。6）涂底胶。按规定的比例将主剂与固化剂先后置于容器中搅拌均匀，根据现场气温决定用量并严格控制使用时间。用滚筒刷均匀涂沫于混凝土表面，等胶体固化后（以指触干燥为准），再进行下一步施工。施工现场严禁出现明火，注意通风。7）粘贴碳纤维布。按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。拌制粘贴树脂，然后均匀涂抹于所要粘贴的部位。粘贴碳纤维布，在确定所贴部位无误后剥去离型纸，用特制的滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使粘贴树脂充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待纤维表面干燥后方可进行下一层的粘贴。在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹一层粘贴树脂。

5.结论

粘贴碳纤维布加固混凝土梁，承载力提高效果显著，同时粘贴碳纤维布施工方法简单，不占用空间，不影响建筑的使用功能，有着广泛的应用前景。在本教学楼工程中，加固后的梁通过检测公司检测鉴定，达到了承载力要求。

参考文献

[1]王勃，欧进萍，张新越，等. FRP筋与混凝土粘结性能的试验研究[J].低温建筑技术， 2006，（1）

[2]荀勇，孙伟， Reinhardt H W，等.碳纤维织物增强混凝土薄板的界面粘结性能试验[J].东南大学学报，2005，（4）：17221

[3]赵彤，谢剑.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术[M].天津大学出版社，2001.