碳纖維加固精選(九篇)
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第1篇：碳纖維加固范文
Abstract: This article briefly the bridge carbon fiber reinforcement technology of.
Keywords: Carbon fiber reinforcement analysis
中圖分類號(hào)：TQ327.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
自上世紀(jì)七十年代末，歐洲進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）在土木工程應(yīng)用研究以來(lái)，具有極好的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)秀耐腐蝕性的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的粘貼加固工程，形成了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固已有混凝土橋梁的新技術(shù)，其中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）應(yīng)用更多。混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的粘貼碳纖維板技術(shù)在加固中具有不中斷交通，且工期短，人工少的優(yōu)點(diǎn)。所以擴(kuò)展該項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展了配有大偏心CFRP體外束預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁體系應(yīng)用研究，是本世紀(jì)新型橋梁建設(shè)方向之一。
一、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、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)受酸堿鹽及各類化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，有良好的耐寒和耐熱性。
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)并形成長(zhǎng)期持久界面的基礎(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)度大于混凝土拉伸和剪切強(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完全適合混凝土橋梁的加固工作。
二、碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)的施工工藝
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
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；
1.2裂縫修補(bǔ)。縫寬小于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；
1.3將表面凸出的部分（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；
1.4清洗打磨過(guò)的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
2、底層涂刷（底層涂料具有較強(qiáng)的滲透性，可滲入砼面內(nèi)）
2.1把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放入容器內(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)；
2.2用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料；
2.3底層涂料固化后，表面有凸起部分時(shí)要用砂紙磨光；
2.4注意在氣溫小于5攝氏度，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、環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)構(gòu)件表面殘缺的修補(bǔ)
3.1構(gòu)件表面凹陷部分應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇剑迯?fù)至表面平整；
3.2內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ)使之平順。
4、貼碳纖維片
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)6m；
4.2碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接；
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；
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。
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。
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。
三、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。
1、破損面混凝土表面處理：清除補(bǔ)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。
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)將期表面打磨平整，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。另處，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。
3、涂刷底層樹(shù)脂：用專用滾筒刷將底層樹(shù)脂均勻涂抹于混凝土表面，待樹(shù)脂表面干燥時(shí)即進(jìn)行下一道工序施工。
4、找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)有菱角。
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，再刷粘結(jié)劑粘貼下一層。
6、在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。
四、對(duì)碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的展望
碳纖維用于砼結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)雖然時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展很快，其主要原因是在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點(diǎn)：
1、施工簡(jiǎn)便迅速，無(wú)需模板、夾具、支撐等；
2、不增加結(jié)構(gòu)重量，碳纖維片重量200g/m—300g/m，設(shè)計(jì)厚度0.111mm—0.167mm，加上環(huán)氧樹(shù)脂的重量也很輕，對(duì)結(jié)構(gòu)自重影響可忽略不計(jì)；
3、能適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)外形的補(bǔ)強(qiáng)；
第2篇：碳纖維加固范文
關(guān)健詞：碳纖維 加固 施工技術(shù)
碳纖維復(fù)合材料具有抗拉強(qiáng)度高、密度小、耐腐蝕性和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，碳纖維片加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究始于20世紀(jì)80年代美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，進(jìn)入20世紀(jì)90年代中后期我國(guó)的許多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)也相繼進(jìn)行了這方面的試驗(yàn)研究。
碳纖維(CFRG)加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項(xiàng)新型、高效的結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)加固方法優(yōu)越.它利用樹(shù)脂類膠結(jié)材料將碳纖維物(布)粘貼于混凝土表面,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力狀況的目的.碳纖維材料高強(qiáng)高效,重量輕,厚度薄,適用面廣,施工便捷,施工質(zhì)量易保證,有良好的耐久性和抗腐蝕性.
目前，在我國(guó)的北京、上海、天津、江蘇、福建等許多地區(qū)的橋梁和工民建工程中得到了廣泛的應(yīng)用。其中有些是由于意外事故而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力而需補(bǔ)強(qiáng)加固的；有些是由于混凝土強(qiáng)度或配筋不足而需補(bǔ)強(qiáng)加固的；有些是由于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到或接近使用年限而需加固的；還有部分建筑是未進(jìn)行抗震設(shè)防的，滿足不了《建筑抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》GB50023-95要求，需進(jìn)行抗震加固。
一、碳纖維片加固特點(diǎn)
1、高抗拉強(qiáng)度、高彈性模量。
2、施工方便，無(wú)需任何夾具、模板，能適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)外形的補(bǔ)強(qiáng)而不改變構(gòu)件外形尺寸，可多層粘貼，并能有效地封閉混凝土的裂縫；
3、耐腐蝕及耐久性能好。
4、不增加結(jié)構(gòu)自重。
適用范圍：適用于各種形式的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的加固補(bǔ)強(qiáng)。
加固機(jī)理：利用專用環(huán)氧樹(shù)脂將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維片粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)表面，并與之形成整體，共同工作。
二、碳纖維加固結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)
碳纖維加固結(jié)構(gòu)技術(shù)是利用碳纖維材料的特性，將碳纖維粘貼在結(jié)構(gòu)表面，從而起到對(duì)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)作用。 在實(shí)際施工過(guò)程中，碳纖維既可以單層粘貼也可以多層粘貼，還可以纏繞.對(duì)于各種不同類型的節(jié)點(diǎn)、不規(guī)則的部位，都可用碳纖維進(jìn)行加固處理。 在橋梁加固運(yùn)用中，可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上，用以提高梁的撓曲強(qiáng)度和剛度；也可粘貼在梁的腹板上，用以提高其抗剪強(qiáng)度；還可以將碳纖維纏繞在節(jié)點(diǎn)部位以滿足抗震設(shè)計(jì)的要求，具有高強(qiáng)高效、施工便捷、周期短等特點(diǎn)。在碳纖維結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用中，影響加固質(zhì)量的因素主要有兩方面，一是碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度，二是粘貼碳纖維材料用粘結(jié)劑的剪切強(qiáng)度。 碳纖維和混凝土的粘結(jié)質(zhì)量直接影響加固效果。 加固后，碳纖維與混凝土之間不能有氣泡，不能起鼓。 另外，碳纖維布是一種可任意曲折的纖維布材料，施工不受加固長(zhǎng)度的影響，適應(yīng)面廣。以上優(yōu)點(diǎn)將使碳纖維加固結(jié)構(gòu)技術(shù)在國(guó)內(nèi)未來(lái)的加固行業(yè)中起著越來(lái)越重要的作用。
加固施工工藝流程如下:基層處理涂刷結(jié)構(gòu)膠粘貼碳纖維檢查與修補(bǔ)。
三、 施工工藝及施工方法
在碳纖維加固施工前，應(yīng)盡可能地卸去部分荷載，使碳纖維粘貼施工時(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的荷載作用減小到最小程度。其加固施工工序?yàn)椋夯炷粱滋幚硗康讓油苛嫌铆h(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行殘缺修補(bǔ)貼碳纖維片養(yǎng)護(hù)涂裝完工驗(yàn)收。
1、混凝土基底處理
（1）裂縫處理。寬度小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行表面涂抹封閉；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫。“革歷博”抗震加固的大梁大部分都有寬度不一的裂縫，最大裂縫達(dá)到 1mm以上，為此我們對(duì)所加固的主梁首先進(jìn)行了壓力灌膠處理。
（2）將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈，達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位，使其表面平整。
（3）檢查外露鋼筋是否銹蝕。如有銹蝕，需進(jìn)行必要處理。
（4）對(duì)經(jīng)剔鑿、清除和露筋的構(gòu)件殘缺部分，用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原，達(dá)到表面平整。
（5）將構(gòu)件表面凸出部分（混凝土構(gòu)件交接部位、模板的段差等）打磨平整，修復(fù)后的段差要盡量平順；棱角的部位，用磨光機(jī)磨成圓角，圓角半徑須≥30mm。
（6）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面打磨后，用吹風(fēng)機(jī)將表面灰塵和雜物清理掉，或用水及酒精清洗，并使表面充分干燥。“革歷博”工程施工中我們使用吹風(fēng)機(jī)將灰塵清理后又用酒精進(jìn)行清洗。
2、 涂底層涂料
（1）把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放入容器內(nèi)，用攪拌器攪拌均勻；一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)用完。
（2）用滾筒刷均勻地將底層涂料涂刷于混凝土表面，指觸干燥后（一般養(yǎng)護(hù)3～24小時(shí)）才能進(jìn)行下一道工序的施工。
（3） 底層涂料指觸干燥或固化后，表面上的凸起部分（一般類似結(jié)露的露珠一樣）要用砂布或角磨機(jī)磨平。
3、用環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行殘缺修補(bǔ)
（1）構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?，并修?fù)至表面平整、順滑。
（2）內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ)，使之平順。膩?zhàn)油抗魏螅砻嫒源嬖诘陌纪共诩y，應(yīng)再用砂紙打磨平整。
4、 粘貼碳纖維片
（1）樹(shù)脂的主劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比列稱量準(zhǔn)確，裝入容器用攪拌器均勻攪拌。一次調(diào)和量應(yīng)在可使用時(shí)間內(nèi)用完。
（2）纖維順長(zhǎng)方向片材的接頭必須搭接10cm以上。該部位應(yīng)多涂樹(shù)脂，脫泡、樹(shù)脂操作按正常進(jìn)行。在片材寬度方向不需要搭接。
（3）貼片前用滾筒刷均勻地涂抹粘貼用環(huán)氧樹(shù)脂，稱為下涂。貼片時(shí)，在纖維片和樹(shù)脂之間盡量不要有空氣?？捎昧_拉（專用工具）沿著纖維方向在碳纖維片上滾壓多次，使樹(shù)脂滲浸進(jìn)纖維中。
（4）纖維片施工30分鐘后，用滾筒刷均勻涂抹粘貼用環(huán)氧樹(shù)脂，稱為上涂。如需多層粘貼則重復(fù)3.4.1～3.4.4步驟，并保證底層粘貼的碳纖維片上涂已指觸干燥，才能粘貼下一層。
（5）最后一層碳纖維的上涂應(yīng)涂刷均勻、周邊整齊。
5、養(yǎng)護(hù)
（1） 碳纖維片施工后，應(yīng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證養(yǎng)護(hù)期間的溫度不低于專用粘結(jié)劑的允許使用溫度。
（2）養(yǎng)護(hù)期一般在1～2周內(nèi)。
（3）對(duì)施工部位應(yīng)進(jìn)行遮擋封閉養(yǎng)護(hù)，防止風(fēng)吹、雨淋或有可能人為擾動(dòng)造成損壞。
6、 表面涂裝
對(duì)于有外觀裝飾要求的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，可在粘貼后的碳纖維表面涂刷基于環(huán)氧基底的涂料或噴沙抹灰后涂刷常規(guī)涂料。
四、 施工主意事項(xiàng)
（1）氣溫在5℃以下、相對(duì)濕度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有結(jié)露的可能時(shí)，無(wú)有效措施不得施工。
（2）由于碳纖維片為電的良導(dǎo)體，應(yīng)使其遠(yuǎn)離電源。
（3） 施工用各種樹(shù)脂遠(yuǎn)離明火，并避免陽(yáng)光直射。
（4）施工及檢查人員應(yīng)穿防護(hù)工作服，配戴口罩、手套、防護(hù)眼鏡等防護(hù)用品。
（5）施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)狀況良好。
（6）當(dāng)樹(shù)脂粘附在皮膚上時(shí)，應(yīng)立即用肥皂水沖洗，濺入眼內(nèi)用清水清洗或及時(shí)就醫(yī)。
第3篇：碳纖維加固范文
關(guān)鍵詞：碳纖維;加固技術(shù)
Abstract: the service life of the bridge will be because of the bad natural environment and not reasonable use and were greatly shorten, at the same time, the extent of damage the body itself bridge will also be increased due to various reasons and deepening. The construction of the bridge than in cost, to reinforce the bridge maintenance more economical. In-depth study of bridge reinforcement technology, especially the bridge CFRP and therefore has very important practical effect.
Keywords: carbon fiber; Reinforcement technique
中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
在加固維修舊橋方面，我國(guó)已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)，其方法主要有加大截面加固、預(yù)應(yīng)力加固以及噴射混凝土加固等方法，碳纖維加固技術(shù)是一種全新的橋梁加固維修技術(shù)，比之于傳統(tǒng)的加固方法具有著非常大的優(yōu)勢(shì)。
1、 碳纖維加固橋梁的優(yōu)點(diǎn)
作為一種被研發(fā)的新型加固材料，碳纖維的形成過(guò)程是高溫碳化聚丙烯之后的結(jié)果。在補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)方面，自身的性質(zhì)使碳纖維的補(bǔ)強(qiáng)效果非常顯著。按照不同的形狀可將碳纖維分為：短纖維、片材以及棒材三類；在力學(xué)性能上的劃分又可以將碳纖維分為：中等彈模量纖維、高彈性模量纖維以及高強(qiáng)度纖維等。碳纖維對(duì)橋梁的補(bǔ)強(qiáng)原理是，在混凝土上，通過(guò)使用高強(qiáng)度的粘合劑，將碳纖維棒材和碳纖維布粘到上面，最終使補(bǔ)強(qiáng)的目的通過(guò)它們共同作用的手段實(shí)現(xiàn)。高彈性模量和高強(qiáng)度是碳纖維材料所具備的特點(diǎn)，因此其他的加固材料無(wú)法具有碳纖維對(duì)橋梁進(jìn)行加固時(shí)的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是碳纖維的高效高強(qiáng)特點(diǎn)。物理學(xué)中高彈性模量和高強(qiáng)度的優(yōu)異性能，使橋梁構(gòu)件的承載力在通過(guò)碳纖維材料進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，得到了充分的提高，進(jìn)而使橋梁得到了充分的加固。其次，由于與酸堿鹽等物質(zhì)不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，碳纖維材料具有極佳的耐腐蝕性。碳纖維材料所獨(dú)具的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)就是極其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，持久性和耐腐蝕性是經(jīng)過(guò)碳纖維材料加固補(bǔ)強(qiáng)后建筑物新具有的特點(diǎn)。再次，構(gòu)件的體積和自重不會(huì)因?yàn)樘祭w維材料的加固補(bǔ)強(qiáng)而增加。建筑物的質(zhì)量在經(jīng)過(guò)質(zhì)量很輕的碳纖維加固后不會(huì)有明顯增加，自身的承載力也不會(huì)被減弱，同時(shí)建筑物的使用空間也不會(huì)受到影響。同時(shí)，碳纖維材料對(duì)橋梁的加固補(bǔ)強(qiáng)施工更為便利。由于質(zhì)量較輕的特點(diǎn)，碳纖維材料的施工過(guò)程完全不需要大型機(jī)械，具有較高的工作效率、較小的占用空間及簡(jiǎn)單方便的操作程序。最后，碳纖維材料具有極好的耐寒耐熱性，在-55℃~84℃之間復(fù)合材料不會(huì)降低其強(qiáng)度，混凝土補(bǔ)強(qiáng)試件經(jīng)歷51℃~-19℃，經(jīng)過(guò)3小時(shí)內(nèi)循環(huán)浸漬10次，不會(huì)降低其抗彎曲強(qiáng)度；耐酸、耐堿性，3個(gè)月浸漬在10%硫酸液或300個(gè)小時(shí)浸泡在41℃的氫氧化鈣飽和鹽水中，其強(qiáng)度均不會(huì)降低；極強(qiáng)的耐水性，搭接強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度即使在72℃的水中浸漬30天仍不會(huì)降低。
2、 碳纖維加固橋梁的技術(shù)要點(diǎn)
首先需要明確碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)橋梁時(shí)的應(yīng)用范圍。具體體現(xiàn)在：橋梁受壓構(gòu)件的加強(qiáng)、截面承剪的加強(qiáng)、加強(qiáng)斜截面承載力、補(bǔ)強(qiáng)剪力構(gòu)件正截面承載力以及橋梁承受彎矩承載力的補(bǔ)強(qiáng)等。進(jìn)行加固施工時(shí)的技術(shù)要點(diǎn)有一下幾點(diǎn)：第一要充分做好施工前的準(zhǔn)備工作，對(duì)建筑物的計(jì)算分析研究要在加固開(kāi)始前進(jìn)行，比如相應(yīng)設(shè)備的配備、構(gòu)件特點(diǎn)以及加固層數(shù)等，以保證順利進(jìn)行加固工作；第二，為使加固效果得到保證，相關(guān)的處理對(duì)于加固部位而言是必要的。比如打磨消光混凝土部位；當(dāng)施工環(huán)境較為潮濕時(shí)，應(yīng)將加固部位表面的灰塵予以去除，處理過(guò)程以干燥為宜；第三，為了更加有效密切粘合混凝土構(gòu)件和碳纖維布，對(duì)底層刷涂樹(shù)脂的工作應(yīng)在碳纖維布粘貼時(shí)同步進(jìn)行。應(yīng)均勻刷涂樹(shù)脂，粘結(jié)強(qiáng)度適中，使加固構(gòu)件能夠受到其共同作用；第四，施工時(shí)應(yīng)選用專門的粘貼工具進(jìn)行碳纖維布的粘貼操作，由于粘貼效果會(huì)受到粘貼過(guò)程中出現(xiàn)的氣泡影響，為將其中的氣泡擠出，可平順粘貼碳纖維布或是抹平時(shí)用侵潤(rùn)過(guò)的樹(shù)脂，當(dāng)碳纖維布需要多層粘貼時(shí)，上述操作多次重復(fù)之后，將聚醋薄膜覆蓋其上；第五，適當(dāng)?shù)奶幚砉ぷ髟谔祭w維布粘貼完成后進(jìn)行是必要的，當(dāng)樹(shù)脂凝固后，可將防曬漆或是防火漆涂刷在碳纖維布的表面，使黏合的持久性增加，避免樹(shù)脂老化脫落。
2.1 碳纖維片材加固橋梁的方法
通過(guò)碳纖維片材的粘貼加固橋梁時(shí)，首先需要再需要加固的混凝土表面上涂刷較薄的底層涂料，這樣可以使膠接性能及混凝土表面強(qiáng)度同時(shí)得到提高和強(qiáng)化，從而使碳纖維片與混凝土之間的粘結(jié)性得到提高。找平工作應(yīng)在底層涂料干燥后用找平材料進(jìn)行，良好的觸變性能和施工性能是找平材料的特點(diǎn)，只有緊密接觸的混凝土表面與碳纖維材料，才能使補(bǔ)強(qiáng)效果達(dá)到預(yù)期。在處理后的混凝土表面粘貼碳纖維材料時(shí)，粘合劑應(yīng)選用環(huán)氧樹(shù)脂，這樣可在一定范圍內(nèi)控制其粘度。之后沿順纖維方向使用專用滾筒進(jìn)行多次滾壓，使碳纖維布被浸漬樹(shù)脂完全浸透，氣泡被擠除，注意碳纖維布在被滾壓時(shí)不得造成損傷。對(duì)粘貼質(zhì)量的檢查方法，可以通過(guò)對(duì)碳纖維片材表面進(jìn)行手壓，或是用小錘輕輕敲擊等。彎折碳纖維片材的現(xiàn)象在施工時(shí)應(yīng)盡量避免。
2.2 碳纖維棒材加固橋梁的方法
由于自身所具備的特性，碳纖維棒材在加固橋梁時(shí)的作用主要體現(xiàn)為：補(bǔ)強(qiáng)正截面承載力時(shí)，比較適宜的采用方式是植筋方法，先適當(dāng)處理抗彎能力無(wú)法滿足需求的正截面，之后進(jìn)行加固；補(bǔ)強(qiáng)截面承剪和斜截面抗彎時(shí)，同樣采用植筋方式進(jìn)行，在梁體內(nèi)和梁的側(cè)表面應(yīng)力跡線一致處，鑿出溝槽，將碳纖維棒材放入其中，封閉材料為環(huán)氧樹(shù)脂混凝土。
3、 碳纖維加固設(shè)計(jì)的方法和原理
目前在碳纖維加固設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算方法，是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將碳纖維布近似換算成一定用量的鋼筋，然后理論分析的方式以傳統(tǒng)鋼筋混凝土受力分析模型為基礎(chǔ)進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中對(duì)鋼筋混凝土有如下的假設(shè)：第一是忽略不計(jì)受拉區(qū)混凝土的作用；第二在粱受彎時(shí)，碳纖維、鋼筋及混凝土應(yīng)變符合平截面假定，即平面變形假設(shè)的條件應(yīng)被碳纖維加固混凝土受彎構(gòu)件截面的應(yīng)變所滿足，相同位置處混凝土與碳纖維和鋼筋的應(yīng)變相同；若完全理想粘結(jié)加固所用布，即表示滑移現(xiàn)象沒(méi)有出現(xiàn)在碳纖維布與混凝土之間。在計(jì)算時(shí)需要注意的是：40%的幅度應(yīng)為抗彎承載力在加固后的提高上限，且應(yīng)對(duì)構(gòu)件的受剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，以避免受彎破壞未發(fā)生時(shí)先出現(xiàn)受剪破壞的情況。
4、 結(jié)束語(yǔ)
比之于其他的橋梁加固技術(shù)，碳纖維材料加固橋梁技術(shù)具有不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成新的損傷、結(jié)構(gòu)自重幾乎不會(huì)增加、耐腐蝕性強(qiáng)、較好的適應(yīng)性以及便于施工等諸多優(yōu)點(diǎn)，由于我國(guó)內(nèi)地的地震高發(fā)區(qū)較多，作為防震措施的一種，使抗震性能通過(guò)碳纖維材料在震前得到加固，以及通過(guò)粘貼碳纖維片材在震后進(jìn)行加固均可以大力發(fā)展。由于耐疲勞、松弛度較低、較高的強(qiáng)度重量比以及較好的耐腐蝕性是碳纖維棒材和絞線的特性，如果碳纖維材料錨固難的問(wèn)題得到進(jìn)一步的解決，包括碳纖維材料纜索在索夾處抗折和在鞍槽里抗滑的問(wèn)題同樣得以解決，在碳纖維加固橋梁技術(shù)一定會(huì)更為廣泛地應(yīng)用到超大跨纜索橋梁上。總而言之，不斷發(fā)展和完善的碳纖維制造工藝和技術(shù)，將在未來(lái)的加固橋梁技術(shù)中起到越來(lái)越重要的作用。
參考文獻(xiàn)
[1]賀拴海.任偉.纖維增強(qiáng)塑料加固混凝土結(jié)構(gòu)研究[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào).2005.22(3):20-24
第4篇：碳纖維加固范文
關(guān)鍵詞：碳纖維布；加固 ；結(jié)構(gòu)膠粘劑
Abstract: Based on a practical project in Kunshan, in which the floor’s reverse reinforcing bar is collapsed, this thesis introduces the way of a building floor reinforcement with high power carbon fiber.
Key words: Carbon fiber sheet; Reinforcement; structural adhesives
[中圖分類號(hào)] TU318 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]
一、前言
在工程施工中，經(jīng)常由于施工人員野蠻施工，導(dǎo)致樓板負(fù)鋼筋被踩踏，因而樓板負(fù)鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)厚，減少板截面有效高度，致使板面負(fù)鋼筋的承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而導(dǎo)致樓板產(chǎn)生裂縫，樓板板面被破壞，情況嚴(yán)重時(shí)將發(fā)生重大的工程事故。出現(xiàn)這種情況時(shí)，因樓板已施工完成，無(wú)法使被踩踏鋼筋復(fù)位，這就需要結(jié)構(gòu)工程師對(duì)這種情況的樓板構(gòu)件進(jìn)行加固來(lái)滿足樓板承載力要求。針對(duì)每個(gè)建筑物的不同情況選擇最佳的加固方案最為關(guān)鍵，然而優(yōu)先使用先進(jìn)的加固技術(shù)也是較為重要的。碳纖維布是近幾年從外國(guó)引進(jìn)的加固材料，具有高強(qiáng)度，高彈性模量，重量輕、耐腐蝕性好的特點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的10倍左右。本文將結(jié)合工程實(shí)例論述碳纖維布加固設(shè)計(jì)及施工方案。
二、 工程概況
昆山某樓在竣工驗(yàn)收時(shí)查出，某區(qū)域樓板（樓板厚度為120mm）負(fù)鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)厚接近80mm-90mm左右，經(jīng)分析可能是在施工過(guò)程中，施工人員未注意將樓板面的負(fù)鋼筋踩踏下去，故竣工驗(yàn)收時(shí)此區(qū)域樓板負(fù)鋼筋保護(hù)層厚度不滿足要求，需加固樓板，使樓板承載力滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)原結(jié)構(gòu)一層樓面配筋圖進(jìn)行加固設(shè)計(jì)（本工程有地下室），需板面加固的區(qū)域見(jiàn)附圖一，陰影區(qū)為板面需加固區(qū)（負(fù)鋼筋被踩踏區(qū)），本文著重介紹樓板加固設(shè)計(jì)及施工方案。
附圖一
三、加固方案的比較與選擇
一層樓板厚120mm，局部為板厚160mm，附圖一中陰影區(qū)①板面負(fù)鋼筋配筋為8＠200，陰影區(qū)②板面負(fù)鋼筋配筋為10＠200。因陰影區(qū)的負(fù)鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)厚，使板面負(fù)鋼筋不能滿足原設(shè)計(jì)的承載力要求，必須加固處理。目前，加固這種樓板常用方法大致有樓板粘貼鋼板條、粘貼碳纖維布等方案。每種方案都有其優(yōu)缺點(diǎn)以及不同的適用范圍，下面就對(duì)本工程樓板加固的兩種方案進(jìn)行比較和選擇。
粘貼鋼板條加固方案和粘貼碳纖維布加固方案加固原理基本相似，即在原樓板的負(fù)鋼筋位置（由于負(fù)鋼筋被踩踏，樓板負(fù)鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)厚，導(dǎo)致負(fù)鋼筋失去原設(shè)計(jì)承載力作用）用粘貼鋼板或粘貼碳纖維布來(lái)等強(qiáng)代換原樓板的負(fù)鋼筋承載力作用。我們選擇加固方案時(shí)主要從以下幾點(diǎn)考慮。1.施工工序和工期：采用粘貼碳纖維加固，施工工序簡(jiǎn)單、工期短（因?yàn)樘祭w維布不像鋼板本身需要進(jìn)行防銹蝕處理，且碳纖維布在轉(zhuǎn)角處粘貼時(shí)比鋼板容易彎折）；2. 加固造價(jià)：采用粘貼碳纖維布加固比采用粘貼鋼板加固節(jié)省25%左右加固造價(jià)（本工程樓板支座負(fù)鋼筋被踩踏處的樓板配筋值不大，若用粘貼鋼板法加固，雖然理論計(jì)算加固鋼板面積少于碳纖維布，但實(shí)際要還需滿足結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施，所以最后用的粘貼鋼板面積并不少于碳纖維布面積，而粘鋼板單位造價(jià)高出粘碳纖維單位造價(jià)的25%）；3．加固效果：兩種加固方案都能理想達(dá)到原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。雖然粘鋼板條加固方案對(duì)樓板的剛度也有所提高，但本工程樓板剛度已滿足設(shè)計(jì)要求，所以加固效果基本相同。經(jīng)業(yè)主綜合考慮和比較，最終選擇粘貼碳纖維布加固方案。
四、碳纖維加固樓板的設(shè)計(jì)
4.1基本假定
采用碳纖維對(duì)受彎構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，除應(yīng)遵守現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010正截面承載力計(jì)算的基本假定外，尚應(yīng)遵守下列規(guī)定。
1. 碳纖維布的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系取直線
式，其拉應(yīng)力σf取等于拉應(yīng)變?chǔ)舊與彈性橫量Ef的乘積；
2. 當(dāng)考慮二次受力影響時(shí)，應(yīng)按構(gòu)件加固前的初始受力情況，確定碳纖維的滯后應(yīng)變；
3. 在達(dá)到受彎承載力極限狀態(tài)前，加固材料與混凝土之間布置不致出現(xiàn)粘結(jié)剝離破壞。
4.2碳纖維布計(jì)算方法
首先，利用回彈法對(duì)樓板混凝土進(jìn)行檢測(cè)，以供加固參考。經(jīng)檢測(cè)，混凝土的實(shí)際強(qiáng)度為C25。然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)混凝土鋼筋被踩踏數(shù)量以及踩踏位置，同時(shí)考慮碳纖維實(shí)際的抗拉應(yīng)變達(dá)不到設(shè)計(jì)值而引入強(qiáng)度利用系數(shù)0.8（經(jīng)過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得出的結(jié)果）等計(jì)算得出，采用0.167mm厚、100mm寬的碳纖維布進(jìn)行加固，彈性模量不小于210000Mpa,設(shè)計(jì)強(qiáng)度為2000Mpa。計(jì)算得出加固所需的碳纖維布量見(jiàn)下表
樓板加固區(qū) 原樓板負(fù)鋼筋配筋 加固碳纖維布
附圖一中①陰影區(qū) 8＠200 -0.167x100xL@300
附圖一中②陰影區(qū) 10＠200 -0.167x100xL@250
注：其中L為碳纖維布長(zhǎng)度
本工程樓板加固平面布置圖詳見(jiàn)附圖二。
附圖二
一層樓板樓面加固平面布置圖中1-1截面加固詳圖見(jiàn)附圖三，反映了碳纖維布粘貼時(shí)在樓板支座處遇上障礙（外填充墻）時(shí)具體節(jié)點(diǎn)加固方法。施工時(shí)先將樓板支座處的外填充墻拆除部分（拆除墻體的地方要采取臨時(shí)支頂措施），使粘貼碳纖維布時(shí)能貼到樓板支座處，并如附圖三向下延伸一個(gè)梁高長(zhǎng)度以防碳纖維布端口剝離破壞引起加固失效。同理粘貼四分之一短邊板跨長(zhǎng)度B后再加上500mm長(zhǎng)度同樣防止碳纖維布端口剝離破壞引起加固失效而采取的加固構(gòu)造措施。（附圖四至附圖八因采取相同的防止碳纖維布端口剝離破壞的加固構(gòu)造措施，故不再多作解釋）。
附圖三
一層樓板樓面加固平面布置圖中2-2截面和3-3截面加固詳圖見(jiàn)附圖四、附圖五，反映了碳纖維布粘貼時(shí)遇樓面板不同高低時(shí)的碳纖維布加固樓板的節(jié)點(diǎn)詳圖。
附圖四
附圖五
采用碳纖維布加固樓板負(fù)鋼筋被踩踏的情況除本工程涉及三種加固情況外，還可能遇上以下幾種情況：（1）.實(shí)際工程經(jīng)常遇到的樓板支座（負(fù)鋼筋位置）無(wú)障礙且樓板無(wú)高差情況，具體加固節(jié)點(diǎn)詳圖見(jiàn)附圖六和附圖七；(2).樓板支座（負(fù)鋼筋位置）處遇到障礙為混凝土反梁，具體加固節(jié)點(diǎn)詳圖見(jiàn)附圖八。添加壓條可有效防止轉(zhuǎn)角位置碳纖維布剝離。
附圖六
附圖七
附圖八
五、碳纖維布加固施工方案
一般碳纖維布加固施工工藝流程為：加固構(gòu)件卸荷載―加固構(gòu)件混凝土表面鑿毛處理―涂刷底層樹(shù)脂―找平處理―粘貼碳纖維布―碳纖維布表面保護(hù)處理―驗(yàn)收檢查。
碳纖維加固施工需注意以下幾點(diǎn)：
1.轉(zhuǎn)角處進(jìn)行粘貼碳纖維布時(shí)，轉(zhuǎn)角外表面處打磨成曲率半徑不小于20mm的倒角，以免碳纖維布沿其纖維方向彎折時(shí)導(dǎo)致應(yīng)力集中和纖維絲折斷，影響強(qiáng)度發(fā)揮；
2.當(dāng)受彎構(gòu)件粘貼多層碳纖維布允許截?cái)鄷r(shí)，相鄰兩層碳纖維布宜按內(nèi)短外長(zhǎng)的原則分層截?cái)?；外層碳纖維布的截?cái)帱c(diǎn)宜越過(guò)內(nèi)層截?cái)帱c(diǎn)200mm以上，并在截?cái)帱c(diǎn)加設(shè)U形箍（梁）或壓條（板），這樣有助于防止內(nèi)層碳纖維織物剝離。
3.碳纖維加固施工質(zhì)量驗(yàn)收檢查時(shí)，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)低于95%；當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于100mm2時(shí)，可采用針管注膠，埋設(shè)灌漿嘴或壓力罐注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救?？展拿娣e大于100mm2時(shí)，宜將空鼓處的碳纖維布切除，重新搭接貼等厚的碳纖維布。碳纖維布沿纖維布方向的搭接長(zhǎng)度不得小于200mm。
六、結(jié)束語(yǔ)
本工程采用粘貼碳纖維方法加固樓板負(fù)鋼筋被踩踏的情況，竣工已兩年，經(jīng)定期檢查與觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)任何結(jié)構(gòu)異常情況。
碳纖維布具有高強(qiáng)度，自重輕，耐腐蝕及耐久性，施工簡(jiǎn)單，工時(shí)短，具有柔韌性，能包裹復(fù)雜外形構(gòu)件，易于裁剪，適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固。加固后能大大提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安全系數(shù)，是理想的加固材料之一。
參考文獻(xiàn)：
[1]混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50367-2006）
[2]碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范
第5篇：碳纖維加固范文
2浙江鼎固建筑技術(shù)有限公司 浙江杭州310021
摘要：隨著建筑行業(yè)迅速發(fā)展，所需要的混凝土材料對(duì)于工程中也有了更多的要求。作為一種新型的加固技術(shù)碳纖維復(fù)合材料加固技術(shù)， 在施工效率，防腐蝕方面都有非常優(yōu)秀的性能。
關(guān)鍵詞：碳纖維；加固技術(shù)；建筑施工；混凝土結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào)：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
在投入使用后的建筑工程，使得建筑物會(huì)因?yàn)楦鞣N各樣的因素均要進(jìn)行修復(fù)與加固。以體積預(yù)加法、鋼筋混凝土增厚發(fā)、粘鋼法等手段為主，在傳統(tǒng)的加固修復(fù)技術(shù)中，而碳纖維加固技術(shù)逐步加入到建筑工程的加固修復(fù)的隊(duì)伍中來(lái)，隨著碳纖維加固技術(shù)的成熟。因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐久性好、密度小等特點(diǎn)，它在各種各樣的惡劣環(huán)境能夠適應(yīng)。也廣泛開(kāi)始在國(guó)內(nèi)使用這種材料進(jìn)行加固混凝土。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要分為織物和板材兩種類型的碳纖維復(fù)合材料。
一、碳纖維加固混凝土的特性
碳纖維材料加固技術(shù)混凝土構(gòu)件，是指在混凝土結(jié)構(gòu)的外面將碳纖維材料片粘貼運(yùn)用樹(shù)脂粘接劑，通過(guò)兩者之間的協(xié)同作用，形成一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，是一種提高混凝土結(jié)構(gòu)的延展性和承載力的加固修復(fù)技術(shù)。它的主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)：
（一）、能夠節(jié)約成本，施工方便快捷，施工的安全程度得到提高。這主要是由于碳纖維材料它的密度只有普通鋼材的 25%，它的密度很低，要遠(yuǎn)低于普通鋼材碳纖維材料的重量，在使用同等體積的材料的情況下，這就使得施工過(guò)程中材料運(yùn)輸?shù)碾y度得到降低。
（二）、可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫隙粘貼，將碳纖維復(fù)合材料與混凝土構(gòu)件融合成一個(gè)整體，混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力提高。在混凝土針對(duì)不同的構(gòu)件加固時(shí)，會(huì)采用不同的方法。當(dāng)對(duì)建筑物柱體的抗震能力以及承載能力進(jìn)行加固時(shí)，適合使用全封閉式粘貼。由于碳纖維材料的特性而決定了這些不同的加固方式。
（三）、耐久性好以及抗腐蝕性，各種復(fù)雜的環(huán)境都能夠適應(yīng)，特別是各種工業(yè)廠房中廣泛存在一些化學(xué)氣體的混凝土加固，由于自然環(huán)境所引起的混凝土結(jié)構(gòu)損害得以避免。
（四）、拉伸強(qiáng)度高，其具備普通鋼材的十幾倍的拉伸強(qiáng)度，可以大幅度使得混凝土構(gòu)件的承載能力提高。它目前已經(jīng)達(dá)到了 7.0GPa的抗拉強(qiáng)度，是一種性能非常好的加固材料。
二、碳纖維加固混凝土的實(shí)施方法
一般情況下，施工流程中碳纖維加固混凝土能夠簡(jiǎn)化為下面幾個(gè)階段。
（一）、卸荷是指卸掉活荷載，對(duì)其他構(gòu)件產(chǎn)生的影響中減少活荷載。卸荷，這是進(jìn)行加固前的一個(gè)步驟。
（二）、基底處理，即為了使其達(dá)到碳纖維加固的要求，對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理。應(yīng)該將凸起的部分利用混凝土打磨機(jī)磨平，如果混凝土表面有凸起的部位；對(duì)裂縫部位應(yīng)該進(jìn)行封閉處理，如果出現(xiàn)裂縫；如果混凝土有水漬或表面潮濕，保持混凝土表面的干燥，應(yīng)該用吹風(fēng)機(jī)將其吹干。
（三）、涂底膠。應(yīng)該根據(jù)加固構(gòu)件以及不同當(dāng)?shù)氐臍鉁?，涂底膠的過(guò)程中，決定使用的時(shí)間和底膠的厚度，底膠提前避免固化。而將底膠滲入到混凝土表面的細(xì)孔中應(yīng)該注意，在涂抹的過(guò)程中，能夠和構(gòu)件充分的貼合使碳纖維材料進(jìn)行粘貼時(shí)。
（四）、修補(bǔ)平整。即使混凝土表面的轉(zhuǎn)角處無(wú)棱角，呈光滑狀，避免碳纖維材料損壞，以降低成本。
（五）、粘貼碳纖維材料。對(duì)碳纖維材料進(jìn)行剪裁按加固要求，再配置膠液，在需要粘貼的碳纖維材料部位均勻的涂抹。把握需要注意整個(gè)加固工程的整體用量對(duì)于膠液的量，以免浪費(fèi)。而應(yīng)該注意到不要讓碳纖維材料留有氣泡在進(jìn)行粘貼的過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)使用特制的滾筒沿碳纖維的方向應(yīng)該立即多次滾壓將氣泡擠出。都應(yīng)該使用普通的粘或者鋼橫向的碳纖維材料進(jìn)行固定在碳纖維材料的端部，使得碳纖維材料防止脫落。
（六）、防護(hù)處理。在加固工作完成之后，首先是對(duì)碳纖維材料進(jìn)行必要的保護(hù)，碳纖維材料的表面涂抹防火涂料；其次應(yīng)該對(duì)是否符合最初的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢查。
但是由于所涂抹的底漆的不同，具體的碳纖維復(fù)合材料的不同，又呈現(xiàn)差異性變化的碳纖維加固混凝土技法。在這里介紹修補(bǔ)加固增強(qiáng)三種不同的技術(shù)。
1、bayashi-Mitsubishi 法。這是由日本三菱化學(xué)公司所提出來(lái)的方法。首先使其變得光滑平整，它要對(duì)修復(fù)的表面進(jìn)行清理；其次是進(jìn)行打底漆對(duì)修復(fù)加固表面；接著刷樹(shù)脂層在修復(fù)加固架構(gòu)的表面，并涂上一層樹(shù)脂在 Repiark 碳纖維復(fù)合材料的粘貼面；最后進(jìn)行粘貼黏合將碳纖維材料再噴上防火涂層。
2、Mbrace法。首先使其變得光滑平整，它要對(duì)修復(fù)的表面進(jìn)行清理；其次是打膩?zhàn)硬⑼可?Mbrace 底漆；接著涂上一層Mbrace浸漬劑在要求進(jìn)行加固的混凝土構(gòu)件表面，再對(duì)好粘貼將Mbrace碳纖維復(fù)合材料；最后涂上第二種浸漬涂層在半小時(shí)之后。進(jìn)行表面涂層的涂抹一到兩天后。
3、SIKA 法。首先會(huì)混凝土構(gòu)件表面進(jìn)行清理，填補(bǔ)裂紋、去除損壞的水泥殘塊、噴沙清理和平整表面；其次涂覆 Sikadur 粘結(jié)劑在清理好的表面上；接著在表面的塵渣進(jìn)行切割并去除殘留將預(yù)固化的Cabodur 條按設(shè)計(jì)的要求；最后在水泥表面和Cabodur 條都涂覆環(huán)氧樹(shù)脂，不需任何捆扎或支撐，將其粘連在一起，停留24h即可。
三、碳纖維加固混凝土面臨的主要問(wèn)題
雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)在碳纖維復(fù)合材料加固混凝土中，但是在實(shí)際應(yīng)用方面和理論研究還是諸多的不足存在，這就包括進(jìn)行理論的分析以及系統(tǒng)的研究、國(guó)產(chǎn)化碳纖維質(zhì)量的提高對(duì)于碳纖維材料的力學(xué)特性等等。
（一）、技術(shù)問(wèn)題
1、對(duì)于研究碳纖維的力學(xué)特性的不足。顯然將成為混凝土加固修復(fù)的主要手段之一的碳纖維加固混凝土，而并未呈現(xiàn)系統(tǒng)化對(duì)于碳纖維的力學(xué)特性的研究，相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析缺乏。不能準(zhǔn)確使用更為合理的碳纖維材料分布針對(duì)不同的混凝土構(gòu)件，常常是通過(guò)少量試驗(yàn)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加固，統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有形成。
2、對(duì)于抗震性能以及碳纖維疲勞的研究也不夠透徹。甚至在論證加固節(jié)點(diǎn)核心區(qū)不同的專家學(xué)者來(lái)說(shuō)，有的學(xué)者認(rèn)為可以顯著提高節(jié)點(diǎn)核心的抗震承載能力的碳纖維布的加固方法，可以進(jìn)行廣泛使用；而有的學(xué)者卻認(rèn)為并不能提高節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的承載抗震能力在碳纖維布加固混凝土中。
（二）、適應(yīng)應(yīng)用問(wèn)題
1、成本過(guò)高。一般比鋼材的造價(jià)碳纖維加固混凝土的造價(jià)要高出一半甚至一倍。在國(guó)內(nèi)使用的碳纖維材料早期多來(lái)自于日本和瑞士。但國(guó)內(nèi)也有一些廠家開(kāi)始生產(chǎn)制造碳纖維材料，隨著碳纖維材料廣泛的應(yīng)用前景。
2、需要結(jié)合其他方法，才能對(duì)某些特定部位進(jìn)行加固。譬如碳纖維就無(wú)法對(duì)其加固，對(duì)于十字交叉梁節(jié)點(diǎn)處的負(fù)筋不足的問(wèn)題，而只好進(jìn)行焊接通過(guò)鋼板來(lái)實(shí)現(xiàn)加固。
3、沒(méi)有相應(yīng)的技術(shù)指南和施工標(biāo)準(zhǔn)。可靠的技術(shù)指南以及施工標(biāo)準(zhǔn)是保障其健康發(fā)展的有效手段，對(duì)于一個(gè)前景頗好的行業(yè)來(lái)說(shuō)。而在我國(guó)，并沒(méi)有形成一定的規(guī)章制度與技術(shù)指標(biāo)對(duì)于碳纖維材料加固混凝土，這就引起了管理的不善以及施工的混亂。
四、工程實(shí)例
工程概況：某市某購(gòu)物中心要接層加固進(jìn)行改造，主體部分為二層框架結(jié)構(gòu)的此購(gòu)物中心，建筑面積達(dá)1.1×103平方米。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定及加固要求，對(duì)梁以及柱進(jìn)行碳纖維材料決定采用加固，對(duì)于板采用重新?lián)Q三級(jí)板和現(xiàn)澆板疊加兩種方式進(jìn)行。其中采用的碳纖維材料的特性如下表1。
按照一般的碳纖維材料加固混凝土的方法在施工過(guò)程中進(jìn)行加固，沒(méi)用出現(xiàn)裂縫加固后的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也都在規(guī)范要求內(nèi)的梁、板各種性能指標(biāo)，經(jīng)使用與檢測(cè)，效果比較理想。
總之，對(duì)在工程建筑中碳纖維加固混凝土的應(yīng)用主要通過(guò)碳纖維材料加固混凝土的施工流程、面臨的主要問(wèn)題以及方法與特點(diǎn)進(jìn)行了分析。隨著碳纖維加固技術(shù)的不斷成熟可以看到，將不斷擴(kuò)大它的應(yīng)用前景。而且它很有可能成為最廣泛的建筑材料代替鋼鐵，由于碳纖維材料的特性。而在建筑工程中也應(yīng)該繼續(xù)深入對(duì)于碳纖維材料的應(yīng)用研究。
參考文獻(xiàn)
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第6篇：碳纖維加固范文
關(guān)鍵詞：碳纖維 加固技術(shù) 工程建筑
1.碳纖維加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件技術(shù)原理
外貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土技術(shù)是通過(guò)在混凝土結(jié)構(gòu)外部粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材，通過(guò)二者協(xié)同受力，達(dá)到加固目的。碳纖維材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特點(diǎn)，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的十倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)所有碳纖維材料主要為兩種：碳纖維材料與配套樹(shù)脂。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十倍，而彈性模量與鋼材相當(dāng)，某些（如高彈性）碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上，且施工性能與耐久性良好，是一種很好的加固修復(fù)材料；配套樹(shù)脂則包括底層樹(shù)脂、找平樹(shù)脂及粘結(jié)樹(shù)脂，前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量，而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個(gè)復(fù)合性整體，并且共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。
2.采用碳纖維布加固具有的優(yōu)點(diǎn)：
采用碳纖維布加固結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)高效的優(yōu)點(diǎn)。由于碳纖維材料優(yōu)異的物理力學(xué)性能，在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延展性，改善其受力性能，達(dá)到高效加固修補(bǔ)的目的。施工便捷，工效高，無(wú)濕作業(yè)，不需大型施工機(jī)具，施工占用場(chǎng)地少。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，同為粘貼加固工法，粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的4-8倍。具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。試驗(yàn)表明，碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)有良好的耐腐蝕性和耐久性，可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對(duì)結(jié)構(gòu)物的腐蝕。適用面廣。粘貼碳纖維材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)可廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型(如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道等)、各種結(jié)構(gòu)形狀(如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等)、各種結(jié)構(gòu)部位(如梁、板、柱、節(jié)點(diǎn)、拱、殼、墩等)的加固修補(bǔ)，且不改變結(jié)構(gòu)形狀，這是目前任何一種結(jié)構(gòu)加固方法所不可比擬的。尤其重要的是，對(duì)于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及殼體結(jié)構(gòu)工程等，采用舊的加固手段幾乎無(wú)法實(shí)施，而采用該項(xiàng)加固技術(shù)都能順利解決，施工質(zhì)量易保證。由于碳纖維材料是柔性的，即使被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整也基本可以達(dá)到100％的有效粘貼率，而粘貼鋼板則很難達(dá)到100％的有效粘貼面，相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)也只要求其達(dá)到70％就可以了。碳纖維材料質(zhì)量輕且薄，粘貼后每平方米重量不到1.0kg，粘貼一層的厚度僅1.0mm左右，加固修補(bǔ)后基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。
3.碳纖維材料在結(jié)構(gòu)加固方面的運(yùn)用
3.1碳纖維材料結(jié)構(gòu)加固適用范圍
碳纖維材料適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、煙囪、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)；另外，磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)行加固。具體說(shuō)來(lái)可以但不限制于：利用碳纖維加固公路橋敦結(jié)構(gòu)、對(duì)既有鋼筋混凝土煙囪的加固；構(gòu)件抗彎加固、梁柱構(gòu)件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿斷裂加固、砌體的抗震加固、承載力不足加固、樓宇增層加固、框架柱軸壓比超限加固、樓板開(kāi)裂加固、剪力墻開(kāi)洞加固、樓面荷載增大加固、橋梁斷裂、舊橋大修加固和水塔加固等等。
3.2碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范
采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)通過(guò)配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼在一起，使碳纖維片材承受拉力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。
3.3碳纖維片材可采用下列方式對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固：
在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)行受彎加固，纖維方向與加固處的受拉方向一致；采用封閉式粘貼、u形粘貼或側(cè)面粘貼對(duì)梁、柱構(gòu)件進(jìn)行受剪加固，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直；采用封閉式粘貼對(duì)柱進(jìn)行抗震加固，纖維方向與柱軸向垂；當(dāng)有可靠依據(jù)時(shí)，碳纖維片材也可用采用其它形式或其它受力狀況的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固；采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算；鋼筋和混凝土材料，根據(jù)檢測(cè)得到的實(shí)際強(qiáng)度，按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其相應(yīng)的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)；碳纖維片材應(yīng)根據(jù)構(gòu)件達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定其相應(yīng)的應(yīng)力；碳纖維片材應(yīng)取生產(chǎn)廠提供的不小于95%保證率的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)采用粘貼碳纖維片材對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)考慮加固后對(duì)結(jié)構(gòu)中其它構(gòu)件或構(gòu)件的其它性能可能產(chǎn)生的影響；采用粘貼碳纖維片材進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時(shí)，宜卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。如不能在完全卸載條件下進(jìn)行加固，應(yīng)考慮二次受力的影響；在受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的實(shí)際混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于cl5。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于c10。
4.結(jié)語(yǔ)
隨著碳纖維加工技術(shù)的普及，我國(guó)各種應(yīng)用占碳纖維率需求比例不斷上升，從這個(gè)角度上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景，也許在未來(lái)人類社會(huì)在材料應(yīng)用上會(huì)從鋼鐵時(shí)代進(jìn)入到一個(gè)碳纖維材料廣泛應(yīng)用的時(shí)代。
參考文獻(xiàn)：
第7篇：碳纖維加固范文
關(guān)鍵詞：碳纖維：市政工程；橋梁加固；共同溝加固
碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是利用樹(shù)脂類膠結(jié)材料將碳纖維材料粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)表面，形成復(fù)合材料體．通過(guò)其與混凝土結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，達(dá)到對(duì)原結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加強(qiáng)和改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。由于碳纖維加固技術(shù)具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高，施工快速便
捷，抗疲勞性能佳以及優(yōu)秀的耐腐蝕、抗?jié)B透等性能。因此，近年來(lái)該技術(shù)在我國(guó)土木工程結(jié)構(gòu)加固改造領(lǐng)域中迅猛發(fā)展，在市政工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
一、 碳纖維加固技術(shù)
1、碳纖維材料的特點(diǎn)
碳纖維材料最早應(yīng)用于航空、航天等高科技領(lǐng)域，后來(lái)逐步發(fā)展到船舶、汽車等方面．最近幾年，開(kāi)始應(yīng)用在建筑領(lǐng)域．碳纖維加固技術(shù)主要選用PAN基碳纖維材料粘貼在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面，以達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的效果。以往一般采用粘鋼法或外加預(yù)應(yīng)力筋來(lái)加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，但鋼材容易受腐蝕，這往往是制約混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素之一，而碳纖維材料良好的耐腐蝕性、耐熱性、耐久性恰好能解決這個(gè)問(wèn)題，它同時(shí)具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，一般常用碳纖維的抗拉強(qiáng)度大于3000 MPa，其強(qiáng)度為建筑用鋼的十幾倍，彈性模量和建筑用鋼處于同一水平上，且自重輕，攜帶方便，施工簡(jiǎn)單，日常維護(hù)費(fèi)用低，是一種很好的結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)材料．國(guó)外最早在土木工程中的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代，現(xiàn)已逐漸發(fā)展成熟，并形成完整的加固體系，國(guó)內(nèi)有關(guān)碳纖維加固技術(shù)的研究應(yīng)用尚處于起步階段。
2、碳纖維加固結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)
碳纖維加固結(jié)構(gòu)技術(shù)是利用碳纖維材料的特性，將碳纖維粘貼在結(jié)構(gòu)表面，從而起到對(duì)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)作用。在實(shí)際施工過(guò)程中，碳纖維既可以單層粘貼也可以多層粘貼，還可以纏繞．對(duì)于各種不同類型的節(jié)點(diǎn)、不規(guī)則的部位，都可用碳纖維進(jìn)行加固處理。在橋梁加固運(yùn)用中，可粘貼在混凝土梁的頂面或底板上，用以提高梁的撓曲強(qiáng)度和剛度；也可粘貼在梁的腹板上，用以提高其抗剪強(qiáng)度；還可以將碳纖維纏繞在節(jié)點(diǎn)部位以滿足抗震設(shè)計(jì)的要求，具有高強(qiáng)高效、施工便捷、周期短等特點(diǎn)。在碳纖維結(jié)構(gòu)技術(shù)應(yīng)用中，影響加固質(zhì)量的因素主要有兩方面，一是碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度，二是粘貼碳纖維材料用粘結(jié)劑的剪切強(qiáng)度．碳纖維和混凝土的粘結(jié)質(zhì)量直接影響加固效果加固后，碳纖維與混凝土之間不能有氣泡，不能起鼓。另外，碳纖維布是一種可任意曲折的纖維布材料，施工不受加固長(zhǎng)度的影響，適應(yīng)面廣。以上優(yōu)點(diǎn)將使碳纖維加固結(jié)構(gòu)技術(shù)在國(guó)內(nèi)未來(lái)的加固行業(yè)中起著越來(lái)越重要的作用。
二、碳纖維在共同溝加固工程的應(yīng)用實(shí)例
共同溝是指在埋設(shè)于城市道路下方，用于收納城市電力、電信、上水等市政管線的地下隧道。由于共同溝的設(shè)置能有效提高對(duì)市政管線的綜合管理，同時(shí)完全避免了管線施工對(duì)路面的影響。因此成為未來(lái)城市市政管線集約化發(fā)展的方向。2007年底，為了配合上?！皷|西通道”工程的建設(shè)，張楊路需要拓寬。原處于人行道和綠化帶下方的共同溝將被機(jī)動(dòng)車道部分覆蓋。這樣共同溝結(jié)構(gòu)所承受的恒載和活載發(fā)生變化．為了保障共同溝的安全，最終考慮對(duì)其進(jìn)行加固處理。
1.、加固方案
由于張楊路共同溝隧道結(jié)構(gòu)所承受恒載和活載發(fā)生變化，故需要對(duì)隧道結(jié)構(gòu)及地基基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)算。共同溝承受的恒載為土荷載自重，活荷載為車輛荷載。現(xiàn)狀共同溝外邊距機(jī)動(dòng)車道邊線為2．25 m．埋深1．5 m。道路結(jié)構(gòu)層390 mm。根據(jù)荷載驗(yàn)算，地基能滿足使用要求。原隧道結(jié)構(gòu)配筋滿足承載力要求，但隧道結(jié)構(gòu)在靠近機(jī)動(dòng)車道的一側(cè)頂板與側(cè)板外緣裂縫計(jì)算值雖滿足規(guī)范要求，但富裕量較小。為保證結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)狀態(tài)下正常使用時(shí)有足夠的耐久性。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)．在靠近機(jī)動(dòng)車道一側(cè)的頂板、側(cè)板上進(jìn)行了粘貼碳纖維布加同處理。
2.、加固功效
張楊路共同溝結(jié)構(gòu)加同采用日本東麗品牌，碳纖維材料規(guī)格為UT70—20，黏結(jié)膠水為WD一3503。材料室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果為：抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值4560 MPa(規(guī)范要求3000 MPa)．彈性模量266 GPa(規(guī)范要求≥210 GPa)，伸長(zhǎng)率1．8(規(guī)范要求≥1．5)。正拉黏結(jié)強(qiáng)度4.3 MPa(規(guī)范要求≥2．5 MPa)。試驗(yàn)結(jié)果表明該工程采用的材料能滿足結(jié)構(gòu)加固的需要。施工工藝的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，得到的黏結(jié)強(qiáng)度平均值為3．83 MPa，且破壞形式為混凝土內(nèi)聚破壞，能滿足規(guī)范要求。
三、 碳纖維加固處理要點(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。
(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。
(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15ram。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。
(3)涂刷底層樹(shù)脂：用專用滾筒刷將底層樹(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)找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，且不應(yīng)有菱角。
(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。
(6)在最后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。
結(jié)束語(yǔ)
碳纖維質(zhì)輕高強(qiáng)、耐腐蝕、抗老化，有著優(yōu)異的力學(xué)性能。用其加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)
構(gòu)施工工期短，施工所需人工少，具有簡(jiǎn)單便捷的特點(diǎn)，已經(jīng)廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的粘貼加固工程。其中碳纖維加固技術(shù)以其超強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)在共用溝工程中和橋梁工程中得到的廣泛的應(yīng)用，相信在將來(lái)的市政工程中將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
【1】 黃漢輝 碳纖維加固技術(shù)在富春江水電廠水工建筑物修補(bǔ)中的實(shí)際應(yīng)用【J】中國(guó)科技博覽 2010(34)
第8篇：碳纖維加固范文
關(guān)鍵字：碳纖維加固,鋼筋混凝土,抗拉強(qiáng)度
中圖分類號(hào)：TU511.3+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
0 前言
在實(shí)際加固工程中，因設(shè)計(jì)失誤、施工不當(dāng)或使用功能改變等，造成的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不能滿足現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的正常設(shè)計(jì)使用要求，要使其結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能夠繼續(xù)安全、正常的使用，則必須采取一定的措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)。由于碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的物理力學(xué)性能、抗化學(xué)腐蝕、承載力高、施工簡(jiǎn)單，在結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固上得到了廣泛應(yīng)用，下面就該加固技術(shù)進(jìn)行介紹。
1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)CFRP加固機(jī)理分析
1.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)CFRP加固原理
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在承受軸向壓力時(shí)，構(gòu)件是由于受到極限值非常小的橫向擴(kuò)張引起的，如能在構(gòu)件四周創(chuàng)造橫向約束，以阻止受壓構(gòu)件的這種橫向擴(kuò)張，從而提高構(gòu)件抗壓承載力和變形能力。
碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就是在結(jié)構(gòu)混凝土和CFRP增強(qiáng)帶之間產(chǎn)生約束作用，（它們之間的相互作用力稱為界面約束應(yīng)力）受橫向界面約束應(yīng)力的作用，塑性區(qū)的核心混凝土處于三向應(yīng)力狀態(tài)，與單向受力狀態(tài)相比，混凝土的極限壓應(yīng)變和承載力會(huì)提高，在結(jié)構(gòu)彎曲承載力沒(méi)有明顯下降的情況下，并不考慮失穩(wěn)的影響，加固后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有較大的延性變形與耗能能力。
1.2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在CFRP包裹作用下的應(yīng)力分布情況
1) 由于CFRP對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橫向約束后使CFRP形成軸向拉伸應(yīng)力，而CFRP的抗彎能力極弱（一般不考慮），矩形結(jié)構(gòu)在CFRP包裹約束下其最終極限軸向抗壓強(qiáng)度相對(duì)圓結(jié)構(gòu)而言大大降低，主要由于側(cè)向約束應(yīng)力不均勻。矩形結(jié)構(gòu)邊中央側(cè)向約束弱，拐角處側(cè)向應(yīng)力集中約束較大，結(jié)構(gòu)邊只有在發(fā)生側(cè)向塑性變形時(shí)CFRP對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橫向約束應(yīng)力才能極速增長(zhǎng)。
2) 由于CFRP對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的約束為界面約束，只有當(dāng)混凝土向外橫向擴(kuò)張時(shí)（產(chǎn)生塑性變形）CFRP方能對(duì)混凝土產(chǎn)生約束應(yīng)力，因此結(jié)構(gòu)環(huán)向的外包CFRP在承受荷載時(shí)表現(xiàn)出兩階段的受力過(guò)程：第一階段，混凝土軸向壓應(yīng)力較小，橫向變形較小，CFRP受力較??；第二階段，隨著荷載的增加，結(jié)構(gòu)混凝土變形增大，CFRP環(huán)向應(yīng)力顯著增長(zhǎng)，環(huán)向約束力迅速增加，直到當(dāng)CFRP達(dá)到其極限拉伸應(yīng)變時(shí)發(fā)生斷裂。
3) 約束混凝土與無(wú)約束混凝土應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系
CFRP對(duì)混凝土產(chǎn)生約束應(yīng)力、應(yīng)變值的提高幅度，與使用CFRP材料的規(guī)格、粘貼形式、粘貼層數(shù)有關(guān)，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。
圖1 力—應(yīng)變關(guān)系圖
2 碳纖維加固的主要特點(diǎn)和存在問(wèn)題
2.1 碳纖維加固的主要特點(diǎn)
1) 高強(qiáng)高效。由于FRP 優(yōu)異的物理力學(xué)性能,在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以充分利用其高強(qiáng)度、高彈性模量的特點(diǎn)來(lái)提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性, 改善其受力性能, 加固后不增加結(jié)構(gòu)體積和自重, 而且不改變結(jié)構(gòu)外觀。
2) 便于施工。工序簡(jiǎn)單, 不需要大型施工設(shè)備及吊裝機(jī)械, 沒(méi)有濕作業(yè), 施工進(jìn)度快、工期短, 可在現(xiàn)場(chǎng)剪裁、粘貼, 不受結(jié)構(gòu)表面形狀限制, 特別適合于曲面、弧面、環(huán)管結(jié)構(gòu)加固, 施工質(zhì)量易保證。
3) 耐久性好。FRP 多具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,使經(jīng)過(guò)補(bǔ)強(qiáng)和維修的結(jié)構(gòu)具有的抗酸、堿、鹽、紫外線侵蝕和防水能力。具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力, 延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)壽命; 耐疲勞性能好, 特別適用于橋梁類結(jié)構(gòu)經(jīng)常承受往復(fù)荷載、移動(dòng)荷載的作用。
4) 適用面廣。由于纖維材料是柔性的, 粘貼CFRP 加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)形狀、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ),這是目前任何一種結(jié)構(gòu)加固方法所不要比擬的。
2.2 碳纖維加固研究及應(yīng)用中存在的問(wèn)題
碳纖維材料用于加固混凝土結(jié)構(gòu), 已經(jīng)在許多工程應(yīng)用上體現(xiàn)出其優(yōu)越性, 但碳纖維材料也有其自身的缺點(diǎn):
1) 碳纖維材料與鋼材相比有較高的強(qiáng)度, 但在實(shí)際工程中在棱角和構(gòu)件表面曲率較大的部位容易出現(xiàn)應(yīng)力集中, 不能對(duì)核心混凝土提供均勻有效的約束, 破壞時(shí)碳纖維往往在角部率先斷裂, 而不能充分發(fā)揮其高強(qiáng)的性能。
2) 碳纖維是一種脆性材料, 大部分的碳纖維產(chǎn)品的彈性模量較低, 僅為鋼材的5% -50%, 與未加固混凝土結(jié)構(gòu)相比其破壞更為突然。
3) 碳纖維材料的抗剪強(qiáng)度、層間抗拉強(qiáng)度和層間抗剪強(qiáng)度非常低, 這使得碳纖維構(gòu)件的連接成為突出的問(wèn)題。粘結(jié)材料則依然是碳纖維加固的薄弱環(huán)節(jié),連接部位都是整個(gè)構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié); 構(gòu)件加固后極限狀態(tài)下的破壞形式多數(shù)是粘結(jié)破壞。
4) 與混凝土相比, 一般碳纖維材料的防火性能較差。臨界溫度為300℃左右, 而且部分樹(shù)脂材料有可燃性。
5) 目前對(duì)碳纖維加固后結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期受力性能、耐久性以及各種惡劣氣候環(huán)境條件下的性能及可靠度、適用性等問(wèn)題還研究得不多。
6) 盡管我國(guó)碳纖維加固技術(shù)的研究已經(jīng)取得大量的研究成果, 在具體的設(shè)計(jì)、施工、質(zhì)量檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)缺乏該項(xiàng)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程, 大大地限制了該技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展。為此急需建立完整可靠的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法及設(shè)計(jì)、施工規(guī)范。
3 碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)及施工要點(diǎn)
3.1 適用范圍及工況要求
碳纖維加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)適用于圓形結(jié)構(gòu)或小截面矩形結(jié)構(gòu)（截面邊長(zhǎng)一般小于800mm），在未失穩(wěn)狀態(tài)下能大幅提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的軸壓承載能力。加固的前提條件是構(gòu)件的核心混凝土未被破壞，尚具有一定的承載和變形能力。
3.2 碳纖維外包鋼筋混凝土加固技術(shù)
3.2.1 前期準(zhǔn)備
在實(shí)際工程中需要加固的結(jié)構(gòu)子總是在不同的工況下工作，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在加固前，需要對(duì)構(gòu)件采取一定量的卸載工作。構(gòu)件表面清理，清除表層混凝土浮漿及松動(dòng)的混凝土，修復(fù)構(gòu)件表面缺陷或不平整（高一級(jí)的混凝土或高標(biāo)號(hào)砂漿），矩形結(jié)構(gòu)還須倒角處理以緩解角部的集中應(yīng)力，倒角半徑不小于20mm。
3.2.2 混凝土表面粘貼CFRP
根據(jù)混凝土補(bǔ)強(qiáng)要求和試驗(yàn)情況，可采用單層或多層CFRP箍帶間隔加固或全截面外包加固的方法。
CFRP粘貼膠均為有機(jī)膠（特殊設(shè)計(jì)的環(huán)氧樹(shù)脂），無(wú)機(jī)膠尚在研發(fā)階段。構(gòu)件加固質(zhì)量的優(yōu)劣與粘貼膠有直接影響，目前市場(chǎng)的粘貼膠，根據(jù)權(quán)威部門調(diào)查不容樂(lè)觀，因此粘貼膠施工前的檢測(cè)至關(guān)重要。
CFRP粘貼程序：刷底層粘貼膠粘貼第一層CFRP纖維布環(huán)氧樹(shù)脂浸漬CFRP纖維布若采用多層CFRP粘貼，則重復(fù)上述工序。
3.3 加固施工要點(diǎn)
1) 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固前的卸荷，此項(xiàng)工作往往被忽視，混凝土構(gòu)件在負(fù)荷外包CFRP時(shí)，外包CFRP相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)表面存在應(yīng)變滯后，常發(fā)生CFRP尚未被拉斷混凝土已被壓壞的情況，這種效應(yīng)使得CFRP的補(bǔ)強(qiáng)效果降低，不能充分發(fā)揮CFRP的高強(qiáng)抗拉性能。
2) 矩形結(jié)構(gòu)拐角倒角的半徑不得小于20mm，結(jié)構(gòu)側(cè)最好修成外凸面，減輕角部CFRP的集中應(yīng)力，很多試驗(yàn)表明即使如此CFRP的破壞仍然發(fā)生在拐角部位。
3) 混凝土構(gòu)件表面的修復(fù)工作極為重要，其直接影響CFRP對(duì)混凝土橫向約束效果。
4 結(jié)論
1）碳纖維CFRP加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，能使混凝土承受軸向受力狀態(tài)變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)，約束混凝土的承載力和變形能力得到提高，特別對(duì)軸壓比不能滿足抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固效果比較明顯。
2）提高塑性鉸區(qū)的承載力及延性，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震荷載的重復(fù)作用下，上下端會(huì)首先出現(xiàn)塑性鉸區(qū)，承載能力及延性迅速下降，用CFRP進(jìn)行纏繞加固后，塑性鉸區(qū)核心混凝土受到約束極限強(qiáng)度及變形能力大幅提高。
3）施工技術(shù)含量低、工藝簡(jiǎn)單，約束效果好、抗腐蝕能力強(qiáng)，只需保護(hù)不需要保養(yǎng)。
4）碳纖維CFRP加固技術(shù)并非萬(wàn)能“處方”，有其缺點(diǎn)：有機(jī)膠的耐高溫性能差，高溫環(huán)境及防火等級(jí)要求高的建筑不能使用；不規(guī)則或大截面矩形結(jié)構(gòu)應(yīng)有條件使用。
參考文獻(xiàn)
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第9篇：碳纖維加固范文
關(guān)鍵詞：碳纖維；連續(xù)梁橋；有限元分析
引言
目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)CFRP布加固混凝土梁的研究主要集中在簡(jiǎn)支梁方面，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁研究開(kāi)展比較少［1-3］，對(duì)于粘貼CFRP布對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁剪力滯效應(yīng)的影響更是鮮有報(bào)道。因此，本論述借助有限元分析軟件ANSYS，以等高度四跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為工程背景，計(jì)算兩種不同抗彎加固方式對(duì)連續(xù)梁剪力滯效應(yīng)的影響，得出加固后剪力滯效應(yīng)的變化規(guī)律，研究成果為以后預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁的設(shè)計(jì)與施工提供參考。
1有限元模型的建立
本論述以某高速公路上在役橋梁為研究對(duì)象，該橋上部結(jié)構(gòu)采用20m+25×2m+20m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，借助于有限元軟件ANSYS，取上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析。
1.1模型概況
該橋主梁采用斜腹板單箱單室截面，梁高1.15m。梁寬10m，頂板中間厚為0.274m，頂板懸臂自由端厚度為0.15m，頂板加腋尺寸為0.75×0.15m；底板厚0.2m，底板加腋尺寸為0.2×0.2m，梁體跨中橫斷面圖見(jiàn)圖1所示，橋梁平面示意圖見(jiàn)圖2所示。全橋共設(shè)置了5處橫隔板，分別在5個(gè)支座的位置處。端支座處橫隔板厚為1000mm，中支座橫隔板厚為1500mm。
1.2單元選取
混凝土用SOLID65單元來(lái)模擬，混凝土單元的本構(gòu)關(guān)系依據(jù)文獻(xiàn)［5］通過(guò)數(shù)據(jù)表形式輸入，預(yù)應(yīng)力鋼筋用LINK10單元來(lái)模擬。CFRP布采用shell41單元模擬，該單元只能承受拉力作用，沒(méi)有抗彎、抗壓能力，應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系采用理想彈性模型［6］。
1.3材料參數(shù)
混凝土采用C40混凝土。重力密度γ=26.0kN/m3，彈性模量Εc=3.45×104MPa，泊松比ν=0.2；預(yù)應(yīng)力鋼筋抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為fpk=1860MPa，公稱直徑為d=15.2mm，彈性模量Ep=1.95×105MPa，泊松比ν=0.3，線膨脹系數(shù)α=1e-5；碳纖維材料采用南京ManKaTe公司的CFRP布，具體參數(shù)見(jiàn)表1所示。
1.4有限元模型的建立
為了研究不同方式粘貼對(duì)CFRP布加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋?qū)袅?yīng)的影響，設(shè)計(jì)了兩種CFRP布加固鋼筋混凝土梁模型：（1）碳纖維布梁底全部粘貼模型；（2）碳纖維布梁底縱向間隔1m粘貼模型。兩種方案粘貼CFRP層數(shù)均為1層。全橋共有節(jié)點(diǎn)16278個(gè)，單元47910個(gè)。全橋有限元模型見(jiàn)圖3所示。
2有限元結(jié)果分析
為了分析粘貼CFRP布后剪力滯效應(yīng)的變化規(guī)律，本論述考慮四種工況：（1）腹板束預(yù)應(yīng)力；（2）恒載；（3）靜力荷載；（4）以上三種工況的荷載組合。
2.1腹板束預(yù)應(yīng)力作用下粘貼CFRP布縱向應(yīng)力的變化情況
為扣除預(yù)應(yīng)力損失后的有效預(yù)應(yīng)力），計(jì)算與預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生應(yīng)變相當(dāng)效果的降低溫度差。最終得到未粘貼、底板滿鋪以及底板縱向間隔1m粘貼CFRP布情況下各控制截面頂板的縱向應(yīng)力變化曲線及剪力滯系數(shù)。由圖4～圖5及表2可以看出，在腹板曲線布筋施加預(yù)應(yīng)力的情況下，在邊跨跨中截面和中跨跨中截面處表現(xiàn)為負(fù)剪力滯，而在支座處則表現(xiàn)為明顯的正剪力滯。在底板滿鋪碳纖維情況下，各控制截面的剪力滯系數(shù)均有不同程度的減小。
2.2恒載作用下粘貼CFRP布縱向應(yīng)力的變化情況
對(duì)模型施加恒載（僅考慮自重），得到未粘貼、底板滿鋪以及底板縱向間隔1m粘貼CFRP布情況下各控制截面的縱向應(yīng)力變化曲線及剪力滯系數(shù)。由圖6～圖7及表3可以看出，在受恒載的情況下，在邊跨跨中頂板截面和中跨跨中頂板截面處，底板滿鋪粘貼碳纖維時(shí)剪力滯系數(shù)變化比較明顯。在支座處表現(xiàn)為明顯的正剪力滯，但粘貼碳纖維后，各控制截面的剪力滯系數(shù)卻無(wú)明顯變化。2.3汽車荷載作用下粘貼CFRP布縱向應(yīng)力的變化情況對(duì)模型施加車輛靜力荷載。選擇的加載車輛標(biāo)準(zhǔn)載重40t（前軸重8t，中軸和后軸各16t）［8］。該車型為3軸，車長(zhǎng)8.30m，車前緣距前軸1.6m，前軸距中軸3.50m，中軸距后軸1.30m，后軸距車后緣1.90m，輪中心距1.80m。由圖8～圖9及表4可以看出，在中跨中支座表現(xiàn)為明顯的正剪力滯，碳纖維的粘貼均降低了剪力滯系數(shù)，但兩種加固方式并無(wú)明顯差別。
3結(jié)束語(yǔ)
就本論述加固方式而言，粘貼碳纖維后，控制截面的剪力滯系數(shù)均有所下降。采用底板滿鋪和底板縱向間隔1m粘貼碳纖維兩種方式，較前者而言，后者剪力滯系數(shù)變化并不明顯。在預(yù)應(yīng)力作用下，碳纖維的粘貼對(duì)支座處的剪力滯系數(shù)影響較大；而在自重作用下，對(duì)跨中的影響較大；在中跨跨中施加車輛荷載，支座及跨中部位的剪力滯系數(shù)均有明顯下降。荷載組合的情況下，粘貼碳纖維后對(duì)支座處的剪力滯系數(shù)影響較跨中處大。
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