碳纤维加固
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碳纤维加固范文第1篇
中图分类号：TQ342+.742 文献标识码：A
自上世纪七十年代末初期，欧洲进行纤维增强复合材料（FRP）在土木工程应用研究以来，具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料（CFRP）应用更多。混凝土桥梁结构的粘贴碳纤维板技术在加固中具有不中断交通，且工期短，人工少的优点。所以扩展该项技术开展了配有大偏心CFRP体外束预应力混凝土连续梁桥体系应用研究，是本世纪新型桥梁建设方向之一。
1 碳纤维材料的基本特性
碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。
1.1 碳纤维片材
片材碳纤维材料的拉伸强度在（2400～3400）MPa之间，与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比，片材的拉伸强度很高。
片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。
相比之下，碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定，本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀，有良好的耐寒和耐热性。
1.2 配套树脂类粘结材料
混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；油灰，用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材；浸渍树脂或粘结树脂，前者用于碳纤维布粘贴，后者用于碳纤维板粘贴。
浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键，因此，树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。
就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度（10～40）摄氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。
2 碳纤维加固补强的施工工艺
2.1 根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理
2.1.1 将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位。检查外露钢筋是否有锈蚀，并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原。
2.1.2 裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
2.1.3 将构件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角。
2.1.4 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
2.2 底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入砼表面内）
2.2.1 把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内，用搅拌器拌均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准。
2.2.2 用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料。
2.2.3 底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光。
2.2.4 注意在气温小于5C，相对湿度大于85，砼表面含水率在8以上，有结露可能而无可靠保证措施时，均不得施工。
2.3 环氧腻子对构件表面残缺的修补
2.3.1 构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平，修复至表面平整。
2.3.2 内角（段差、起拱等）要用环氧腻子填补使之平顺。
2.4 贴碳纤维片。
2.4.1 为了防止碳纤维受损，在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片，每段长度一般不超过6rn。
2.4.2 碳纤维接头必须搭接10cm以上，横向不需搭接。
2.4.3 按规定比例掺配树脂主剂和固化剂，用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂，称为下涂。
2.4.4 贴片时，在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压，使树脂渗入碳纤维中。
2.5 养护
粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。
2.6 涂装
根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面，涂刷耐火涂层和色彩。
3 碳纤维（片材）加固处理要点
在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序进行加固施工。
3.1 破损面混凝土表面处理：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。
3.2 按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15mm，利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。
3.3 涂刷底层树脂：用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。
3.4 找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。
3.5 粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。
3.6 在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
4 对碳纤维加固补强技术的展望
碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长，但发展很快，其主要原因在于碳纤维片加固存在较多优点：
4.1 施工简便迅速，无需模板、夹具、支撑等。
4.2 不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m～300g/m，设计厚度0.111mm～0.167mm，加上环氧树脂的重量也很轻，对结构自重影响可忽略不计。
4.3 能适应各种结构外形的补强。
4.4 可以多层粘贴。可根据设计要求，在一个部位重叠粘贴。
随着我国高等级公路的迅速发展，高速公路桥梁通车里程也在不断增长，桥梁由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高抗震能力和修补桥梁裂缝，都可以应用碳纤维布补强技术。
碳纤维加固范文第2篇
关键词：改造工程；碳纤维加固技术；用途
Abstract: carbon fiber reinforcement technology is a new type of structure strengthening technology, as is with high efficiency, wide applicable range, advantages of highlights, carbon fiber reinforcement technology is finding wider and wider application in the reconstruction project. Carbon fiber reinforcement technology is in the 1980 s the rise of a new reinforcement technique, in countries such as Japan and South Korea, Europe and the United States to get rapid development and application of our country about using this technique since 1998. This paper expounds the characteristics of carbon fiber reinforcement technology and its application in project, in order for the application of carbon fiber reinforcement technology in the reconstruction project for reference.
Key words: renovation project; Carbon fiber reinforcement technology; use
中图分类号： [TU761.6] 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
碳纤维加固技术的特点
碳纤维加固技术是用环氧树脂粘结剂将碳纤维布沿受拉方向或垂直裂缝方向粘贴在待补强结构上，使贴片与原有结构构件共同受力，从而提高结构的抗弯、抗剪能力。碳纤维加固包括碳纤维布、板加固两种。碳纤维加固具有诸多特性：一是抗拉强度高，在加固修补结构构件时可以提高其承载力，改善其受力性能。二碳纤维布自身重量轻，基本不增加结构自重及截面尺寸。三使用碳纤维加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性。四施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。五碳纤维加固为柔性加固，不影响原主体结构的刚度，不用考虑整体结构的应力重分布，只需对局部构件进行加固修复。
碳纤维加固技术的优势及其注意事项
1. 碳纤维加固技术的优势
碳纤维加固技术与传统的加固方法加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比具有如下优越性：第一适用范围广，可用于不同类型的混凝土结构构件，如板、梁、柱、墙、节点等；可用于不同的受力形式加固，如抗弯和抗剪的加固，受压构件如柱子也可以通过环包的形式提高混凝土的约束，从而其抗压强度；可用于不同类型的结构如混凝土构件、钢结构、木结构。第二综合造价低，碳纤维尽管材料单价较贵，但由于材料用量少、工期短、用工数量少，故总投资成本仍比较低。第三加固效率高和应用时间长，施工时间短并且不需要大型的机械器具，施工工效比其它加固方法高，同时碳纤维布的材质耐腐蚀，故能长期使用，这对处于侵蚀性环境中的结构耐久性十分有利。第四施工速度快和施工干扰小，小型的施工机械，操作起来简单；其施工占用场地少，且基本不增加既有结构的截面, 故对原有房屋使用妨碍最小。
2. 碳纤维加固技术的注意事项
采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时，应采取措施卸除或大部分卸除作用在结构上的活荷载。碳纤维加固不适用于素混凝土结构构件，包括纵向受力钢筋配筋率低于国家现行混凝土结构设计规范规定的最小配筋率；且其加固的混凝土结构长期使用的环境温度不应高于60°C。
三、碳纤维加固在改造工程中的应用及实例
在我国，碳纤维加固技术的应用领域比较广泛，随着加固工程的逐渐增多，新版混凝土结构设计规范的3.7章特定明确了即有结构的设计原则。
（一）我国国情对碳纤维加固技术的需要
我国建国后修建的大批房屋已接近设计基准期，且由于以往的规范对建筑的结构耐久性重视不够，使许多建筑“未老先衰”，必须对其采取有效措施，对结构进行修复加固。
（二）建筑设施对碳纤维加固技术的需要
近年来随着建筑使用功能日异复杂，一些建筑的原设计用途满足不了新业主的要求，结构的实际使用活荷载会比原设计大，这时结构就必须进行局部加固才能满足规范要求。
（三）抗震加固实验解读碳纤维加固技术的修复功能
随着我国对抗震要求的逐渐提高，一些旧建筑满足不了新的抗震设计标准，国家规定的一些重要建筑（如中小学校）需加固补强。对碳纤维加固技术的加固和修复的实操过程和效果解读，可以用一个抗震加固的实验来说明。用碳纤维材料包裹钢筋混凝土柱，使纤维方向与柱轴线相垂直，可以有效提高柱的延性和承载力，增加其抗震耗能能力。另外，剪力墙作为主要抗侧力构件，其破坏形态主要是受弯延性破坏或受剪脆性破坏。用碳纤维来加固剪力墙，只要方法适当，也可显著提高其延性和承载力。因此，钢筋混凝土结构的抗震加固是碳纤维材料应用的一个有效领域。
（四）应用及实例
近年来，我国碳纤维加固技术的应用主要集中于工业和民用建筑，而且在北京、上海、天津、江苏等地应用较多。对其加固修复的效果，有诸多实例来说明。在厦门安养中心立面改造工程中就使用了碳纤维布加固；其由于立面变化，外墙荷载增加较多，导致许多框架梁配筋不足，现取一跨JWKL6示意，其左端支座原计算配筋值为6cm²实配3φ16（三级钢），增加荷载后计算得出配筋值为10cm²，支座弯矩设计值为160KN/M²,已有梁配筋已经不能满足规范要求，需进行加固。根据混凝土结构加固设计规范的9.2.3条，考虑二次受力影响，可以计算得出梁支座需粘两层碳纤维布，其厚度为0.167mm。加固图表示如下图：
四、碳纤维加固存在的缺点
碳纤维加固技术的虽然广泛应用，但其自身还存在了一些不足，主要如下1：用碳纤维进行加固时，由于碳纤维本身属预柔性材料，需要通过结构胶与被加固结构粘结，要求被加固结构构件混凝土强度等级不得低于C15，才有可能发挥碳纤维的加固效果，且混凝土表面处理要求比较严格。2：仅能提高梁的受拉、受剪承载力，受压不能提高，当梁受压区高度不足时，不能加固。3：防火性能较差，仅靠外面的砂浆保护层防火。4：对施工人员的要求较高，施工时均要求专业施工队伍。5：没有相应的比较成熟的计算软件，设计人员设计比较麻烦。
碳纤维加固范文第3篇
【关键词】碳纤维 加固技术 工程建筑
[ Abstract ] introduced the carbon fiber sheet in architectural engineering repair, reinforcement of the application and reinforcement construction technology. The number of columns with carbon fiber sheet reinforced building components of the advantages, discusses in detail the carbon fiber material for various structural types, various structural parts such as beams, plates, columns, roof, chimney, bridge, shell, shell, the reinforcing methods and the corresponding norms. These are related to the engineering and technical personnel from the certain reference significance.
[ Key words ] carbon fiber reinforcement technology engineering construction
中图分类号：TU74文献标识码 A
在建筑工程中，由于各种原因，经常需要对已有建筑物进行维修、加固。实践证明，应用碳纤维材料对混凝土结构进行加固，是一种有较高技术含量的、全新的建筑结构加固方法。碳纤维具有强度高、自重轻、施工方便、快捷、应用广泛等优良性能，因而利用碳纤维布加固钢筋混凝土构件以提高承载力及延长寿命是目前比较流行的方法，在建筑业中有着广泛的发展前景。1.碳纤维加固结构构件技术原理 外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材，通过二者协同受力，达到加固目的。碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点，其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种：碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，某些（如高弹性）碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。
2.采用碳纤维片材加固具有的优点
采用碳纤维布加固结构具有高强高效的优点。由于碳纤维材料优异的物理力学性能，在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性，改善其受力性能，达到高效加固修补的目的。施工便捷，工效高，无湿作业，不需大型施工机具，施工占用场地少。根据有关统计资料，同为粘贴加固工法，粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明，碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型、各种结构形状的加固修补，且不改变结构形状，这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是，对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，采用旧的加固手段几乎无法实施，而采用该项加固技术都能顺利解决，施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的，即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100％的有效粘贴率，而粘贴钢板则很难达到100％的有效粘贴面，相应的验收标准也只要求其达到70％就可以了。碳纤维材料质量轻且薄，粘贴后每平方米重量不到1.0kg，粘贴一层的厚度仅1.0mm左右，加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。下图为碳纤维材料加固的结构表面。
3.碳纤维材料在结构加固方面的运用
3.1碳纤维材料结构加固适用范围
碳纤维材料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、烟囱、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进行加固。具体说来可以但不限制于：利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固；构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。
3.2碳纤维片材加固修复混凝土结构规范
3.2.1采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴在一起，使碳纤维片材承受拉力，并与混凝土变形协调，共同受力。
3.2.2采用粘贴碳纤维片材加固修复的混凝土结构，长期使用环境温度不应高于60℃.。对处于特殊环境(腐蚀、放射、高温等)下的混凝土结构采用碳纤维片材进行加固修复时，还应遵守相应的国家现行有关标准和规范的规定，并应采取相应的防护措施。
3.2.3采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应按国家现行有关标准采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算；钢筋和混凝土材料，根据检测得到的实际强度，按国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标。
3.3采用碳纤维片材对混凝土结构构件进行加固的方式和要求
3.3.1在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固，纤维方向与加固处的受拉方向一致；
3.3.2采用封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固，纤维方向宜与构件轴向垂直。
3.3.3采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固，纤维方向与柱轴向垂；当有可靠依据时，碳纤维片材也可用采用其它形式或其它受力状况的混凝土结构进行加固。碳纤维片材应根据构件达到极限状态时的应变，按线弹性应力应变关系确定其相应的应力；碳纤维片材应取生产厂提供的不小于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值。
3.3.4当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时，应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能产生的影响。
3.3.5采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时，宜卸除作用在结构上的活荷载。如不能在完全卸载条件下进行加固，应考虑二次受力的影响；在受弯加固和受剪加固时，被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应低于Cl5。采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时，混凝土强度等级不应低于C10。
3.3.6目前在国内工程中应用碳纤维片材对混凝土结构构件进行加固最多的方式是加固修复提高梁板正截面承载能力，使之满足使用功能要求。
4.结语
随着碳纤维加工技术的普及，我国各种应用占碳纤维率需求比例不断上升，从这个角度上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，也许在未来人类社会在材料应用上会从钢铁时代进入到一个碳纤维材料广泛应用的时代。
碳纤维加固范文第4篇
[关键词]碳纤维 、加固、施工要求
中图分类号：TU71文献标识码： A
一、引言
某炼油厂20万吨/年气体分馏装置由于产品处理量的扩大，有些原有的设备需要更换 ，该装置在2008年停工检修期间进行扩能改造，随着荷载的增加，框架需要进行核算。通过对框架的计算分析，框架满足不了要求，决定对框架进行加固，使加固后的框架能满足设计要求。
二、加固方案选择
本框架平面尺寸为29.75m X 8.7m,层高6.5m,共二层。柱距6m,跨度8.7m（见平面图）。
通过对框架的计算分析，在地震作用下，钢筋混凝土框架的弹性层间位移角一层为1/516,二层为1/598，《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）规定钢筋混凝土框架的弹性层间位移角限值为1/550，弹性层间位移角限值不满足要求。现将一层KJ-2、KJ-4柱截面尺寸由400x650mm改为600x750mm,KJ-1、KJ-3柱截面尺寸不变，仍为400x650mm.二层柱截面尺寸不变，一、二层梁截面尺寸不变，再次通过对框架的计算分析，在地震作用下，弹性层间位移角限值满足要求，一层为1/705,二层为1/602。在计算满足要求的情况下，提供以下两种加固方案：
方案一、（加大截面+外包钢加固）通过对框架的计算分析，发现一层需提高刚度，以满足变形的要求，二层则仅需提高承载力就可满足要求。根据计算结果，一层柱采用加大柱截面，二层柱采用外包角钢加固，框架梁采用加大梁截面。基础满足要求，不需加固。
外包角钢加固可以明显提高原构件的极限承载力，提高加固构件的刚度和延性，对静力加固的结构必须考虑结构二次受力问题。加固后的极限承载力随着应力历史的增大而减小,在加固结构设计中 须考虑应力历史的影响。它对加固构件的截面尺寸和外观影响很小，缀板与角钢的焊接工作量大。
方案二、（加大截面+粘贴碳纤维加固）方案二是在方案一的基础上将二层柱采用外包角钢加固改为粘贴碳纤维加固，框架梁采用粘贴碳纤维加固。基础满足要求，不需加固。
粘贴碳纤维布(CFRP)加固混凝土结构能明显提高混凝土结构的承载力和延性，尤其对构件的延性提高较明显，但由于CFRP材料对构件的承载力提高有限，按照现行规范的要求最多不能超过40%。碳纤维加固无焊接工作量，对混凝土的约束效果比外包钢好,对改善混凝土柱的延性作用也比外包钢好。
通过以上两种方案的比较，两种方案均可以满足设计要求，在这种情况下，施工周期的问题就显得比较突出，该装置在2004年停工检修期间进行扩能改造，停工时间只有25天左右，为了保证工期及各种因素的综合考虑，决定采用方案二对框架进行加固。
三、加固设计
（一）加大截面
加大截面加固法的最大问题就是使新旧部分混凝土整体工作，共同受力问题，而新、老混凝土的结合面是加固结构受力时的薄弱环节。因此，从设计构造上配置足够的贯穿于结合面的剪切摩擦筋或锚固件将两部分连接起来，是确保结合面能有效传力，并使新旧两部分混凝土整体工作的关键。
为了确保结合面能有效的传力，使新老混凝土能整体工作，在设计过程中就要考虑如何把外包混凝土的封闭箍筋，通过可靠的方式与原混凝土柱联系。要使众多的箍筋能与原混凝土柱连接好，需要设计出可靠而简单的连接方法。
加固时柱主筋下部植入基础承台内，保证新增竖向结构承受的竖向荷载能够顺利传给基础，并保证刚度的连续性，柱子纵筋采用焊接。梁柱节点处，柱加固纵向钢筋应贯穿楼板不截断，如有梁阻隔时可从框架梁两侧绕过，然后采用一定的坡度收至设计位置，在框架梁上下各增加附加钢筋满足竖向钢筋间距要求；不被原柱阻碍的梁加固纵筋采用通长筋，有柱阻碍则采用植筋技术植入到原柱混凝土中。
加大截面加固法技术成熟，加固效果明显，造价较低，无需再做耐火和耐久措施，缺点是现场湿作业量大，由于加固钢筋较密，增大截面法施工振捣密实成为难题，因此加固的截面不能太小，一层KJ-2、KJ-4柱截面尺寸由400x650mm改为600x750mm,KJ-1、KJ-3柱截面尺寸不变，仍为400x650mm。柱加固详图见图1所示。
（二）粘贴碳纤维
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。
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（单向连续纤维）；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、抗裂性和延伸性。加固详图见图2所示。
碳纤维的材料特性
本次加固选用碳纤维布的密度为300g/ mm2 ,厚度为0.167mm,板材厚
度为1.2mm。板 材用SIKADUR-30专用粘结剂，修补材用SIKADUR-174专用粘结剂，布 材用SIKADUR-330专用粘结剂。
四、施工要求
1． 混凝土表面处理
将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。 对经过剔凿、清理和
露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂
缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
修复后的构件表面尽量平顺。转角处打磨成圆弧状，半径不小于20m，并清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
2． 缺陷部位涂刷底胶
将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。
3． 构件表面残缺面的修补
用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步，要点如下：
1） 腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。
2）构件表面凹陷部位用环氧腻子填平，修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时，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，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。
4． 涂刷底胶
将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需要粘结的混凝土表面。
5． 粘贴碳纤维
粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥。当气温在-10℃以上，相对湿度RH>85%时，如无有效措施不得施工。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需要搭接。
6． 养护
粘贴碳纤维材料后，需自然养护1-2小时达到初期固化，应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。并用1：2水泥砂浆抹面20厚进行防火保护。
7.碳纤维的材料性能及粘贴的质量检验标准
碳纤维的材料性能及粘贴的质量检验按《碳纤维片材加固砼结构技术规程》（CECS146:2003）的要求进行。
五、结语
框架从2008年施工完后，该装置运行至今已有5年多，总体运行情况良好，说明此框架加固是成功的。采用碳纤维加固具有节省空间，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，采用该方法，可大大提高构筑物的使用寿命。当结构的弹性层间位移角限值不满足要求时，构件的承载力提高要求超过40%时，不能单纯用碳纤维进行加固。
参考资料：
[1] CECS25:90,混凝土结构加固技术规范[S]中国计划出版社 1991
[2] CECS146:2003,碳纤维片材加固混凝土结构技术规程[S] 中国计划出版社 2003
[3] GB50010-2002,混凝土结构设计规范[S] 中国建筑工业出版社2002
碳纤维加固范文第5篇
Abstract: The research and application of the mending, strengthening and reinforcement of the bridge have drawn worldwide attention. The thesis begins with the characteristics of the carbon fiber, and discusses the application of the carbon fiber strengthening technology in the bridge construction.
关键词:碳纤维;加固;桥梁;结构
Key words: carbon fiber; strengthening; bridge; structure
中图分类号:U445 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0249-01
1碳纤维材料的基本特性
1.1碳纤维片材
片材碳纤维材料的拉伸强度在2400～3400MPa之间,与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比,片材的拉伸强度很高。
片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能而不同,它依据力学性能分成高模量、高强度和中等模量3类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高,但其伸长率较低。相比之下,碳纤维片材的单位重比钢材低许多,说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定,本身不会受酸碱盐及其他各类化学介质的腐蚀,有着良好的耐寒和耐热性。
1.2 配套树脂类粘结材料
混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料,用于渗透过混凝土表面,促进粘结并形成长期持久界面的基础;油灰,用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材;浸渍树脂或粘结树脂,前者用于碳纤维布粘贴,后者用于碳纤维板粘贴。
浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键,因此,树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。
就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言,环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义,因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间。采用专配的环氧树脂材料,在混凝土施工表面温度10～40摄氏度时,粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上,但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上,专配的环氧树脂材料的这一性能完全适合混凝土桥梁的加固工作。
2粘贴碳纤维片材加固施工技术
2.1 面层处理
混凝土表面的劣化层,例如风化、游离石灰、脱模剂、剥离的砂浆、粉刷层、污物等,必须用砂轮机去除并研磨。用空气喷嘴、砂轮机与毛刷将待补强区的粉尘及松动物质去除,用水洗净后使其充分干燥,然后才能予以施工。
2.2 断面修复
混凝土面层的不良部分,例如剥落、孔隙、蜂窝、腐蚀等,必须予以清除。若有钢筋外露情形,必须先做好防蚀处理,再以强度相等或大于混凝土的环氧树脂砂浆材料修补。裂缝以环氧树脂灌注。裂缝或打除部分若有漏水情形时,必须做好止水、导水处理才能进行施工作业。
2.3 表面修正
表面平整度凸出部分(小突起等)以切割机或砂轮机将其铲除并使其平滑。凹陷部分(打除部分)以环氧树脂或树脂砂浆填补。转角处需研磨至凸角R=20毫米(R-曲率半径)以上,凹角则以树脂砂浆填补。
2.4 底层涂料
气温在5摄氏度以下,雨天或RH>95%时,不可施工。施工范围的温度、湿度确认后,选用适当的底层涂料。施工现场空气应十分流通,严禁烟火。施工时必须要穿带保护装备(口罩、护目镜及橡皮手套)。
2.5 碳纤维片材的粘贴
纤维贴片预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好。依使用量剪裁尺寸和长度在2米以内最适当。为防止保管期间的破损,裁剪数量只裁所需使用的数量。施工面底漆的干燥程度可以指触确认。底漆施工超过一星期以上时,应以砂轮机磨平。
将环氧树脂的主剂(A剂)和硬化剂(B剂)依所规定的配比放置于拌合桶中,使用电动搅拌机,使其均匀地混合2分钟以上。一次拌合量为可使用时间的施工量,超过可使用时间的材料,不可继续使用。
环氧树脂用毛刷滚轮平均涂布(涂布底漆上)。涂布量随施工面的表面粗糙程度会有所变化,转角部分要多涂。强化纤维粘贴于树脂涂布面后,以毛刷滚轮和橡皮刮刀顺着纤维方向用力推平,使树脂浸透并去除气泡,纤维纵向方向的搭接长度至少要留10cm,横向方向则不用留。粘贴后放置30分钟,若纤维有浮出或脱线情形发生时,以滚轮或橡皮刮刀压平修正。
两层以上的强化纤维相叠贴时,重复步骤。施工现场空气应十分流通,严禁烟火。施工时必须要穿戴保护装备(口罩、护目镜及橡皮手套)。
3粘贴碳纤维片材加固桥梁的应用
3.1 粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁是一项新技术,使得粘贴加固法成为公路桥梁快速加固的方法,满足了公路桥梁加固期间尽量不影响桥梁正常营运的要求。碳纤维片材轻、现场粘贴无需重型设备、施工便利,便于桥下的高空作业,可在公路桥梁上推广应用。
3.2 对于公路旧混凝土桥梁的加固方法,在工程上应用效果较好的是综合法,即以某种加固方法为主,辅以其他方法,这必须依照桥梁现场的外观检查和技术状况评定,加固设计要求而定。目前,粘贴碳纤维片材加固方法往往辅以裂缝灌浆、裂缝封闭等方法综合应用,这点值得肯定和推而广之。
3.3 我国目前在工程中采用的碳纤维片材材料及配套树脂类粘结材料,一般是以国外进口材料为主,国产材料较少,且产品的匀质性及低树脂含量等技术指标上还存在一定的差距。这样,因进口材料单价高,往往会影响技术的经济决策。因此,除了应尽快采取先进技术及措施提高国产材料质量,在碳纤维片材加固技术应用中应当更多地从加固效果和耐久方面来考虑桥梁加固后正常运营效益与经济性。
