碳纖維布等加固材料在有水環(huán)境下測試加固效果
我國擁有內海和領海面積達38萬平方公里，內河也有七大水系。如此龐雜的水域系統(tǒng)，必然擁有數(shù)量巨大的橋梁、碼頭等相關設施但是隨著時間的推移，加之潮濕環(huán)境的作用，這些設施會比普通鋼筋混凝土結構更易產(chǎn)生病害。對它們的加固必不可少也關系重大！
本文以橋梁的水中橋墩為例，簡要介紹幾種不同情況下，對已腐蝕橋墩的加固保護方法
一、水中橋墩混凝土腐蝕用碳纖維布加固
①基面處理
根據(jù)要求確定需要修補混凝土的位置，后用高壓水沖洗青苔及污泥再用氣動打磨機磨掉混凝土表面酥松層，直至露出堅實基層。
②基面找平
將水下找平膠按照A組份：B組份=2：1的重量比攪拌至完全均勻，將找平膠用劈刀刮抹到混凝土表面即可，每次修補厚度不宜超過10毫米，如需修補較厚層可分批涂抹找平膠，待24小時后再涂抹下一層。
③下料
根據(jù)圖紙要求把所需粘貼的碳布按尺寸裁好，平鋪到雙層塑料薄膜上，薄膜厚度約10絲。
④混合
將水下碳纖維浸漬膠按A：B=2：1的重量比稱量A/B組份到開口容器里，以不超過300轉的低速攪拌，直至色澤、形態(tài)完全均勻為止，在攪拌過程中確保所有部位接觸到，以便得到混合效果。
⑤預浸碳布
把調好的浸漬膠用刮板沿纖維方向反復碾壓至浸透到碳布里，需保證碳布其中一面的保障膠層稍厚，把雙層薄膜的另一層鋪展到碳布上，再把碳布按碳絲走向裹成小卷備用.
⑥粘貼碳纖維布
施工人員潛水到粘貼位置把卷好的碳布展開，撕開膠層稍厚的那面薄膜，將碳布從一端到另一端的粘貼方式粘貼到加固基面上，邊貼邊用刮板按照碳絲方向反復刮壓，促使碳纖維布平直、延展、無水泡，浸漬膠充分滲透到混凝土表層。貼完布后24小時再撕下另一面薄膜即可。
B、水上高濕施工
①基面處理
基材表面應全面打磨，無任何附著物，粘貼部位有尖銳棱角的需要打磨成圓角，小內徑為20㎜。
②基面找平
將水下找平膠按照A組份：B組份=2：1的重量比攪拌均勻，將找平膠用劈刀刮抹到混凝土表面即可，每次修補厚度不宜超過10毫米，如需修補較厚層可分批涂抹找平膠，待12小時后再涂抹下一層。
③下料
根據(jù)圖紙要求把所需粘貼的碳布按尺寸裁好，再把碳布按碳絲走向裹成小卷備用。
④混合浸漬膠
按A：B=3：1的重量比稱量A/B組份到開口容器里，以不超過300轉的低速攪拌，直至色澤、形態(tài)完全均勻為止，在攪拌過程中確保所有部位接觸到，以便得到混合效果。
⑤上膠
用塑料刮板將浸漬膠涂抹到需貼碳纖維的基面上。
⑥貼布
將裁剪好的碳纖維布貼于混凝土涂膠面，碳纖維布要平直、延展。（碳纖維布如有接頭，搭接長度應為20mm，且接頭應在基材全長的1/3處，不得在基材的中間），再用刮板反復刮刷碳纖維表面，確保浸漬膠浸透到混凝土與碳纖維布中并脫泡；后用刮板在布的外表面刮涂一層浸漬膠，反復刮壓使之充分浸透到碳纖維布的纖維中，促使碳纖維布平直、延展、無氣泡，浸漬膠充分滲透。
⑦噴砂
后用3~6mm的沙石（石英砂）灑在涂有膠的施工面上，確保粉刷層的粘結性。
二、水中橋墩混凝土腐蝕用鋼板加固
A、粘貼面處理
①混凝土粘貼面應鑿除苔蘚，油垢、污物，然后用角磨機打磨除去混凝土面1-2mm厚表層，打磨完畢用高壓水沖洗干凈。
②鋼板粘貼面應首先除銹除油，然后用角磨機進行粗糙處理，直至打磨出現(xiàn)金屬光澤，備用。
B、加壓固定系統(tǒng)準備
加壓固定可采用螺栓、角鋼、墊板所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)在被粘貼的環(huán)形鋼板兩端合適位置鉆孔臨時固定螺栓、角鋼，供壓緊鋼板使用。
C、配制水下粘鋼膠
①粘鋼膠為A、B兩組份，配比為A：B=2：1。配膠宜用機械攪拌，攪拌器可由電錘和攪拌齒組成，攪拌齒可用電錘鉆頭端部焊接十字形Φ14鋼筋制成。少量(指0.5公斤以內)也可用Φ6、Φ8細鋼筋棍人工攪拌。(注意：僅用膩刀拌和，不能保證攪拌均勻)。
②取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油污、雜質）和稱重衡器按配合比混合，并用攪拌器攪拌5分鐘左右至A、B組份混合均勻為止。攪拌時沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。每次配膠量不宜過多，現(xiàn)配現(xiàn)用。
D、涂膠和粘貼
膠粘劑配制好后，用膩刀涂抹在已處理好的鋼板表面上(或混凝土表面)，膠斷面宜略成三角形，中間厚3毫米左右，邊緣厚1毫米左右，然后將鋼板粘貼在構件上，用準備好的固定加壓系統(tǒng)固定，并適當擰緊螺栓加壓，以膠液剛從鋼板邊擠出為度。
E、維護
粘貼后，鋼板涂水下防銹漆3道。
三、水下植筋加固
①打孔
按照設計圖紙要求的尺寸鉆孔。
②清孔
三吹三刷，打好孔后用高壓水吹掉孔內泥灰，再用毛刷刷掉孔壁表面松動的混凝土，后用高壓水清孔干凈，保持待用。
③注膠
將混合器裝上，檢查混合器必須有螺旋管否則不可以用，嚴禁現(xiàn)場拔去注膠嘴里的螺旋管；將膠裝上膠，勻速擠出膠液，前三的膠液應舍去，把注膠嘴插入孔底，邊打膠邊緩慢外提式注膠，正常注膠量為孔體積的2/3，膠打完后換新的膠瓶注膠嘴也應更換新的，沒有打完的膠液把注膠嘴去除，出膠口擦干凈，螺帽擰緊可下次再用。
④植筋
注完膠后將螺紋鋼或帶肋鋼筋按順時針方向緩慢旋轉插入孔底，有少許膠液溢出為好，擦掉溢出的多余膠液。
⑤養(yǎng)護
靜置讓錨固膠自然固化，養(yǎng)護時間根據(jù)溫度而定，養(yǎng)護期間不得旋轉、敲擊螺桿。

碳纖維布加固技術在建筑上的應用
目前，鋼筋混凝土結構己成為現(xiàn)代建筑、構筑物常用的結構形式，成為我國乃至世界各國占主導地位的建筑結構，在我國經(jīng)濟建設中發(fā)揮著不可代替的作用。因此，確保鋼筋混凝土結構的安全使用具有重大的現(xiàn)實意義。但是由于自然災害、年久失修以及人為因素、荷載等級提高和設計規(guī)范修訂等原因導致建筑結構承載力不足，影響正常使用和安全運行，須對其進行加固處理；加之一些結構工程中混凝土的質量不盡理想，致使加固維修問題更為突出，己成為經(jīng)濟建設的沉重負擔并制約了進一步的發(fā)展。
加固改造具有三個突出的優(yōu)點：投資少、工期短、省空間，這些都會帶來顯著的經(jīng)濟效益，特別是時間和空間的節(jié)省，對工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動來講，在效益方面往往起著決定性的作用。對承載力不足的工程結構進行修復加固，不僅可以使的生命及財產(chǎn)得到保障，還可以盡可能地發(fā)揮既有結構的作用，緩解人力、物力、資金緊張的情況，使資金投到需要的地方。
現(xiàn)有的加固方法
鋼筋混凝土結構的加固技術越來越受到人們的重視，人們在長期地研究與實踐過程中，形成了多種加固方法，傳統(tǒng)的加固方法有以下幾種①：
1）增大截面法
通過使用同質材料增大原結構的截面面積，來提高構件承載力，同時加大截面剛度，增強抗震能力，工藝簡單，適用面廣。缺點是現(xiàn)場濕作業(yè)多，施工周期長，對原結構影響較大，如：減小使用空間，增加結構自重等。
2）外包鋼法
以型鋼包裹于結構的四角或兩角，對構件的截面和外觀影響較小，較大幅度地提高承載力，施工簡單，工作量小，增大延性，適用于加固混凝土柱、梁等結構；缺點是用鋼量較大，抗腐蝕性和耐久性差，費用高。
3）預應力加固法
采用外加預應力拉桿或型鋼撐桿進行加固，降低應力水平，提高承載力，幾乎不改變使用空間。缺點是耐火性、耐腐蝕性較差，且對施工設備、工序及施工人員的素質要求較高。
4）增設支點法
增設支點是用減少構件計算跨度，從而減小結構內力，提高承載力，并且縮小裂縫寬度效果明顯。缺點是影響原結構布局，使用功能受到限制。
5）托梁拔柱法
是一種托屋架拔柱、托墻拔柱及托梁拔柱的加固方法，改造時間短、費用低，缺點是技術要求高、安全隱患大。適用于工業(yè)廠房的改造。
6）粘鋼加固法
粘鋼加固法是將鋼板粘貼在構件外部來提高結構承載能力的一種方法。該方法幾乎不改變構件外形和使用空間，施工簡單快速，濕作業(yè)量小，但對構件工作環(huán)境有要求，環(huán)境溫度不高于60℃，相對濕度不大于70%，無化學腐蝕。
傳統(tǒng)加固方法雖然種類較多，且每種加固方法都有各自的優(yōu)點，但每種方法加固的綜合效果都不能完全滿足使用者的要求。隨著碳纖維增強塑料的出現(xiàn)及對其增強加固混凝土結構效果研究的深入，這種加固技術越來越受到建筑行業(yè)的青睞，其應用越來越廣泛。
碳纖維加固技術的優(yōu)點
碳纖維增強塑料（Carbo<em></em>nFiber Reinforced Plastics，下稱CFRP,常以碳纖維布的形式出現(xiàn)），具有優(yōu)異的物理力學性能、耐久性及抗腐蝕性等特點。該材料是在日本發(fā)明的，早應用于航空航天，國外早對纖維加固修復混凝土結構技術進行研究的是德國IBMB研究院和瑞士的EMPA實驗室，日本、韓國和美國緊隨其后，碳纖維塑料對鋼筋混凝土進行修復加固在發(fā)達國家已成為一項成熟技術②。
與傳統(tǒng)加固方法比較，碳纖維增強塑料具有明顯的技術優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在③：
1）強度高、延性好
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學性質，抗拉強度2500-4500MPa（是普通鋼材的10倍左右），彈性模量是普通鋼材的1-2倍。以其強度來提高承載力，以其高彈性模量來改善結構的延展性，從而達到加固的目的。
2）耐久性和耐腐蝕性好
由于其固有的化學特性，致使碳纖維布能夠抵抗一般酸堿鹽的腐蝕，有良好的耐腐蝕性和耐久性，而且其本身還可以起到對內部混凝土結構的保護作用，間接增加了混凝土保護層，從而達到雙重效果。
3）不增加構件的自重及體積
碳纖維布質量輕，厚度薄，粘貼后基本不增加結構自重和尺寸，不影響建筑物的有效使用空間和外觀。
4）適用面廣
碳纖維布是一種柔性材料，可以方便地裁剪，所以這種加固技術可以廣泛適用于各種結構類型（如橋梁、隧道、涵洞、煙囪等）、各種結構形狀（如矩形、圓形、曲面結構等）、各種結構部位（梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼等），且不改變結構形狀及不影響結構外觀，這是傳統(tǒng)加固方法所不具有的。
5）施工便捷高效
碳纖維布加固，無大型機具，沒有濕作業(yè)，占用場地少。施工工效高，粘貼碳纖維法是粘貼鋼板施工工效的4-5倍。施工質量易保證，碳纖維預浸料輕質柔軟，易貼附，即使被加固的結構表面不是非常平整，也可以保證很高的粘貼率。
碳纖維布的這些特點，為建筑結構的加固提供了技術支持，決定了碳纖維加固技術具有很大的經(jīng)濟價值和社會效益。
碳纖維加固材料發(fā)展及其缺點
然而，隨著碳纖維材料在加固領域發(fā)揮重要作用的同時，也存在著不足：
1）拉伸彈性模量相對于其強度過低
應用于結構加固的碳纖維拉伸強度一般在3000MPa以上，而其彈性模量只有230GPa左右，高彈性模量的也不過380-640GPa 左右。要發(fā)揮較大的強度，碳纖維布需相當大的變形，當與鋼筋共同工作時，鋼筋達到屈服強度時CFRP并未發(fā)揮出全部強度，從而無法充分利用碳纖維的強度，且難以有效地抑止結構的變形與裂縫的發(fā)展。
2）混凝土與碳纖維間的粘結層易破壞
環(huán)氧樹脂粘結層的剪切強度與剪切變形是一定的，超過極限應變后，粘結層將產(chǎn)生界面微裂縫，隨著微裂縫的不斷擴展，后發(fā)生剝離破壞，所以粘貼CFRP片材加固有其限度，過量粘貼會導致界面無法傳遞足夠的剪應力使得CFRP的強度無法得到充分利用，并且在構件承受較大荷載時容易出現(xiàn)粘結破壞。
現(xiàn)有的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面，當試件的表面有一定的曲率時，CFRP在受拉的同時還會承受一個由曲率帶來的剝離應力，這也會加快構件的粘結破壞。
3）無屈服點，為脆性破壞
碳纖維布是一種線性材料，沒有像鋼筋那樣的屈服點，結構發(fā)生破壞前沒有先兆，為脆性破壞。
粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性對比
現(xiàn)代建筑中，粘鋼加固和碳纖維加固應用較多，此處將兩種加固方法進行對比：
碳纖維布輕質高強，厚度為0.111-0.167mm，抗拉強度高，為普通鋼材的8-10倍，但各向異性，即抗拉強度高但抗剪強度低；施工更為簡便，施工速度為粘鋼的2-3倍。
鋼板的物理力學性能為各項同性，受力性能好；施工時需夾具和施工機具，施工工序和施工操作性較碳纖維布復雜。
隨著我國經(jīng)濟建設地迅猛發(fā)展，各類建筑結構的適用性和安全性被廣泛關注，如何在確保安全的前提下，低投資帶來高回報，成為新時代的焦點。以醫(yī)院等公共建筑為例，新的醫(yī)療設備或者結構功能調整，對原有結構提出了需求，如何在短的時間內達到要求，盡可能減少對社會的損失，都值得我們認真思考。
碳纖維布具有強度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點，在建筑加固中具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進步，新的加固材料、新的加固技術，必將為建設注入新的色彩。

碳纖維布加固必須要做好界面處理！
我們都知道在做碳纖維布加固之前都是需要做混凝土界面處理的，很多人不明白，混凝土界面在怎么處理，能干凈到哪里去呢？到底為什么要做混凝土的界面處理呢？今天小編就來給您做個解答，如果您感興趣的話，就往下看吧！
首先，混凝土面應鑿除粉飾層，油污、污物等，用角磨機磨去1~2mm厚表層，混凝土構件轉角處應進行倒角處理，打磨完畢后用壓縮空氣吹凈浮沉，然后用棉布蘸丙酮試凈表面，保持干燥備用。若被補強的混凝土存在裂縫，應先視裂縫大小選用HM-120M灌注膠或HM-120L灌縫膠灌注后再進行補強。工序真的比較繁瑣，真有有必要做嗎？
其實，上述工序并不是空想的，是在國家規(guī)范的基礎上制定的科學合理的施工步驟?！督ㄖY構加固工程施工質量驗收規(guī)范》GB50550-2010中對界面處理有明確規(guī)定：經(jīng)修整露出骨料新面的混凝土加固粘貼部位，應進一步按設計要求修復平整，并采用結構修補膠對較大孔洞、凹面、露筋等缺陷進行修補、復原；對有段差、內轉角的部位應抹成平滑的曲面；對構件截面的棱角，應打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角。
在完成以上加工后，應將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。粘貼纖維材料部位的混凝土，其表面含水率不宜大于4%，且不應大于6%。對含水率超限的混凝土應進行人工干燥處理，或改用濕面的結構膠粘貼。
1.因為碳纖維布本身的脆性，在有凹面的部位粘貼碳纖維布后極易產(chǎn)生拉應力，從而留下剝離的隱患，所以需要對碳纖維布粘貼部位進行局部的找平和修補；并且，界面如果不進行打磨和糙化處理，碳纖維很有可能發(fā)生彎折，從而影響其受力性能。所以，界面清理是必要的也很重要的一步，它是膠粘效果的有效保障。
2.就是我們在平常修理頭發(fā)一樣，剪完頭發(fā)之后，需要用吹風機或者布吹掉散落在脖間的碎發(fā)是一個道理，那么對打磨完畢后的混凝土表面清理也是一個道理。
可為什么要用丙酮擦拭混凝土表面呢？
有兩個目的：
一、壓縮空氣并不能完全清理掉界面灰塵，工業(yè)丙酮可以進一步清除粘附在加固粘合面上的不潔殘留物和新落的灰塵，更好的保證膠粘質量；
二、通過擦拭工業(yè)丙酮，可以復查前道工序有無疏漏或欠缺之處，以便及時彌補，免得造成返工。因此，這也是前道工序質量合格的保障措施。
3.混凝土表面含水率超過4%，其膠粘效果將會顯著下降。所以，纖維粘貼表面應保持干燥，必要時需進行人工干燥處理。粘貼面積較大時，可考慮用紅外線燈照射，或熱風吹干。
另外，對混凝土表面含水率的檢測，我們可以通過電子濕度測量儀測量。對混凝土表面的徹底清潔，為碳布粘貼施工打下了很好的基礎，使得碳布與混凝土能夠很好的粘結，增加有效粘結面積，有利于碳纖維布高強性能的充分發(fā)揮。
因為碳纖維布自身的特性，我們在做建筑加固的過程中，一定要對其進行界面處理，這樣才有利于整個工程的順利實施。那么關于碳纖維布加固之前要進行界面處理的相關問題小編就給大家說到這里了，如果您對于這些比較感興趣的話，可以持續(xù)關注我們網(wǎng)站，只要是涉及到建筑加固，裂縫處理，防水滲漏等相關的問題我們都會時間給大家更新出來的。

如何處理碳纖維布加固空鼓問題：
相信做工程的都知道，粘貼碳纖維布加固時出現(xiàn)空鼓問題是再平常不過的事情。但是大家有沒有去系統(tǒng)分析總結下，引起空鼓的可能原因有哪些呢？
一般情況下，我們經(jīng)驗認為引起空鼓的原因主要有以下五個方面：
1. 粘貼前對混凝土打磨不平整；
2. 碳布粘貼不平整，刮板在刮布時沒有把空氣完全排出；
3. 刷碳纖維膠時厚薄不一；
4. 碳布粘貼完成后，面膠涂刷不均勻；
5. 碳纖維布的質量問題，如太硬，織造不緊密等。
我們知道了碳纖維布起氣泡空鼓的原因，就可以對癥下藥、做出處理。大部分情況的空鼓都是由于刷膠不均勻，導致空氣沒有完全被排出引起的，這樣我們可以根據(jù)空鼓的面積大小采用不同的解決方法。如果空鼓面積大，可以把空鼓的地方割掉，注意被切掉部分需要鑿毛，再采用修補膠修補平整，以免粘貼上去還有可能空鼓，然后進行碳纖維布的粘貼，搭接時要至少搭接20公分以上;刮板在刮布時要來回滾壓，確?？諝馔耆懦?面膠要均勻涂刷。第二，如果是小面積空鼓可用針頭注射，要是針頭注射不進去，也可以采用本方法，不過這種方法一般較少采用。