碳纖維布加固的特點(diǎn)
1、引言碳纖維布加固法是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是利用樹脂類膠結(jié)材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，并與結(jié)構(gòu)形成整體受力體系，增強(qiáng)被加固結(jié)構(gòu)的抗彎或抗剪能力，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。
碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)法，始于二十世紀(jì)八十年代美、日等國(guó)家，目前是國(guó)際土木工程領(lǐng)域開發(fā)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。我國(guó)是在1997年才正式開始對(duì)碳纖維類加固技術(shù)進(jìn)行研究的，并在1998年開始了實(shí)際的工程應(yīng)用。
2、碳纖維加固特點(diǎn)
強(qiáng)度高,與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比，碳纖維布加固法具有很明顯的優(yōu)越性：碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度高于普通鋼材的10倍，極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)；其輕質(zhì)柔軟，適用面廣，施工便捷，尤其是可在不中斷交通時(shí)進(jìn)行加固施工；加固厚度小，可不增加原結(jié)構(gòu)的恒載，特別適用于建筑高度受限制情況下加固補(bǔ)強(qiáng)；同時(shí)還具有良好的耐久性及耐腐蝕性等。
不增加恒載及斷面尺寸碳纖維布的自重僅為200～300克／平方米，設(shè)計(jì)厚度為0.111—0.167mm，加上環(huán)氧樹脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)重量及橋下凈空的影響微乎甚微，可忽略不計(jì)。同時(shí)，碳纖維布可以多層粘貼。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)的要求，碳纖維布可以在一個(gè)部位重疊粘貼，充分滿足補(bǔ)強(qiáng)的要求。這一優(yōu)點(diǎn)更是傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方式所難以比擬的。
施工簡(jiǎn)便
碳纖維布柔軟，對(duì)被補(bǔ)強(qiáng)物沒(méi)有形狀要求，無(wú)需預(yù)制材料、大型施工機(jī)械和現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，并且工期短。采用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)系采用碳纖維膠粘結(jié)材料進(jìn)行粘貼，不需要設(shè)置錨固及開鑿混凝土等，因而不會(huì)對(duì)已經(jīng)損傷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的破壞，更可避免鉆孔時(shí)與結(jié)構(gòu)內(nèi)原有鋼筋和預(yù)應(yīng)力素發(fā)生沖突而引起新的問(wèn)題。能有效地封閉混凝土的裂縫
碳纖維布(片)粘貼在混凝土的表面，不僅封閉了混凝土的裂縫，其高強(qiáng)高模量的特性還約束了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成與擴(kuò)展，改變了裂縫的形態(tài)，使寬而深的裂縫變成分散的細(xì)微裂縫，從而提高了混凝土構(gòu)件的整體剛度。
碳纖維布具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性碳纖維布是一種復(fù)合材料，幾乎無(wú)腐蝕性和磁性以及具有較好的耐熱性，不僅能經(jīng)得起水泥堿性的侵蝕，而且當(dāng)應(yīng)用于經(jīng)常受鹽害侵蝕等腐蝕性環(huán)境時(shí)，其壽命也較長(zhǎng)（200年）。因而碳纖維布加固法，在不利環(huán)境下較其它方法更顯出其優(yōu)異性。
不影響結(jié)構(gòu)的外觀碳纖維布的厚度很薄，粘貼固化后其表面還可以涂刷一層與原有結(jié)構(gòu)外觀顏色一致的涂料，而不影響結(jié)構(gòu)的外觀。

碳纖維布（CFRP）加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是利用樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。
工藝原理
加固機(jī)理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結(jié)劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，膠結(jié)材料作為它們之間的剪力連接媒介，形成新的復(fù)合體，使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋共同作用，增大了結(jié)構(gòu)抗拉及抗剪能力，可有效提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，延性及抗裂性。利用碳纖維布良好的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度的目的。
材料
CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹脂。
1、碳纖維布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按纖維的凈截面面積計(jì)算，凈截面面積取碳纖維布的計(jì)算厚度乘以寬度。碳纖維布的計(jì)算厚度取碳纖維布的單位面積質(zhì)量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質(zhì)量有可靠保證時(shí)，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量可提高到600g/㎡。
2、粘結(jié)劑要有足夠的粘結(jié)性能，工藝過(guò)程中各部位所使用的環(huán)氧樹脂膠結(jié)材料的種類、型號(hào)，應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的溫度、濕度進(jìn)行選擇。應(yīng)正確掌握主劑和固化劑的配比，使?jié)B透性、粘稠度、固化速度等方面能滿足不同季節(jié)施工的需要。采用碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂。
3、在受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5MPa。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、主要機(jī)具：角向磨光機(jī)、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺(tái)秤、卷尺、水平儀、鉛錘、滾筒、刮板、攪拌容器、橡膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護(hù)眼鏡、橡膠手套、口罩等。
特點(diǎn)
1、材料高強(qiáng)高效，便于加工成多種尺寸，適用面廣，質(zhì)量易保證。
2、施工便捷，工效高，沒(méi)有濕作業(yè)，不需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工占用場(chǎng)地少。
3、耐腐蝕及耐久性能。
4、自重較輕，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。
適用范圍
1、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、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)。
2、基層混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C15，長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不高于60℃的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，都可采用碳纖維加固施工工法加固、補(bǔ)強(qiáng)。
施工準(zhǔn)備
1、應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖。在進(jìn)行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。
2、應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和加固構(gòu)件混凝土的補(bǔ)強(qiáng)荷載要求，制定相應(yīng)施工方案和施工計(jì)劃。
3、應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維布、配套樹脂、機(jī)具等做好施工前的物質(zhì)準(zhǔn)備工作。
4、進(jìn)場(chǎng)后的碳纖維布、配套樹脂應(yīng)抽樣送檢，合格后方可施工。
5、施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)采用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采取升溫措施。
工藝流程及操作要求
工藝流程為卸荷→構(gòu)件表面處理→涂底膠→找平→粘貼→保護(hù)。
1、卸荷：加固前應(yīng)對(duì)所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。
2、構(gòu)件表面處理
2.1 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈并達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位。
2.2 檢查外露鋼筋是否銹蝕，如有銹蝕，需進(jìn)行必要處理。
2.3 對(duì)經(jīng)過(guò)剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，用高于原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原、達(dá)到表面平整。
2.4 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿或封閉處理：縫寬小于0.20mm 的裂縫，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂抹密閉；大于或等于0.20mm 的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
2.5 對(duì)貼片范圍的定位、劃墨線、按修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。
2.6 被粘貼的混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨加以圓化。圓化半徑對(duì)于梁不應(yīng)小于20mm；對(duì)于柱不應(yīng)小于25mm。
2.7 清洗打磨過(guò)的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
3、涂底膠
3.1 按主劑∶固化劑=2∶1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。一般情況下1h內(nèi)用完。
3.2 用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn)）再進(jìn)行下一工序的施工。一般固化時(shí)間為2～3d。
4、找平
4.1 混凝土表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ)平整，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位也應(yīng)填補(bǔ)，盡量減小高度差，再用砂紙打磨平整。
4.2 轉(zhuǎn)角處也修補(bǔ)成光滑的圓弧且半徑不小于10mm。在找平材料表面指觸干燥后，進(jìn)行下一工序的施工。
5、粘貼
5.1 按設(shè)計(jì)要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長(zhǎng)度一般應(yīng)在3m之內(nèi)。
5.2 調(diào)配、攪拌粘貼材料浸漬樹脂，均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些。
5.3 粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)行下一層的粘貼。
5.4 在后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。
5.5 碳纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定。
6、保護(hù)：加固后的碳纖維表面應(yīng)進(jìn)行抹灰保護(hù)。在碳纖維表面的樹脂固化之前，撒一層干燥粗砂，再采取抹灰措施。當(dāng)設(shè)計(jì)有耐火極限的要求時(shí)，按選用的防火涂料進(jìn)行施工，并保證防護(hù)材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結(jié)。
注意事項(xiàng)
 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)由專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。
施工過(guò)程中應(yīng)避免碳纖維片材彎折。

碳纖維布加固材料的價(jià)格會(huì)隨著哪些因素而波動(dòng)？
面會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的建筑物，很多人都會(huì)優(yōu)先選擇使用碳纖維材料對(duì)這些有問(wèn)題的建筑物進(jìn)行加固維修。為什么碳纖維材料如此受歡迎呢？主要是因?yàn)楹推渌募庸滩牧舷啾?，碳纖維布加固材料具有諸多的優(yōu)勢(shì)。比如：價(jià)格低廉、負(fù)重較低、在惡劣環(huán)境中依然能夠順利施工等。
雖然碳纖維材料的市場(chǎng)價(jià)格并不高，不過(guò)，也有諸多的因素會(huì)影響到碳纖維材料的市場(chǎng)售價(jià)，大家知道哪些因素會(huì)影響碳纖維材料的價(jià)格波動(dòng)嗎？如果大家不清楚的話，就跟著小編一起來(lái)了解下吧。
一、材料的質(zhì)量
大家在選購(gòu)碳纖維材料時(shí)，會(huì)首先考慮到材料的性價(jià)比，對(duì)于所有的加固材料來(lái)講，材料的質(zhì)量都是要放在位考慮的。不同質(zhì)量等級(jí)的碳纖維材料，其市場(chǎng)價(jià)格也是有較大的差異的。我們?cè)谶x購(gòu)碳纖維材料時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加固的要求進(jìn)行針對(duì)性的選擇。
二、施工淡旺季
在施工旺季時(shí)，各個(gè)施工單位對(duì)碳纖維材料的需求量也更多。碳纖維材料的市場(chǎng)價(jià)格受到供求關(guān)系的影響。由于在旺季對(duì)碳纖維材料的整體需求量較多，這時(shí)供小于求，加固材料的市場(chǎng)價(jià)格會(huì)有所上漲。在施工淡季時(shí)，由于各個(gè)施工單位接單量較少，對(duì)碳纖維材料的需求量也逐漸減少。這時(shí)，很多廠家生產(chǎn)的碳纖維材料都會(huì)積壓，大多數(shù)的廠家為了盡快銷售完碳纖維材料，都會(huì)適當(dāng)?shù)慕档蛢r(jià)格，以期有更多的客戶購(gòu)買。
三、使用壽命
大多數(shù)的碳纖維材料使用壽命都能夠超過(guò)50年以上，能夠完全滿足客戶的使用需求。我們?cè)谶x購(gòu)碳纖維材料時(shí)，也要關(guān)注到使用壽命這一個(gè)特點(diǎn)，有些質(zhì)量等級(jí)較低的碳纖維材料，使用壽命往往達(dá)不到50年，這類加固材料的市場(chǎng)售價(jià)也會(huì)相對(duì)較低一些，對(duì)于有特殊要求的客戶，也可以選擇這類加固材料。
四、材料的性能優(yōu)劣
不同廠商生產(chǎn)的碳纖維材料，其性能也是存在較大的差異的。現(xiàn)在客戶在選擇碳纖維材料時(shí)，對(duì)其的要求也越來(lái)越高?？蛻舨粌H會(huì)關(guān)注加固材料的市場(chǎng)售價(jià)，也會(huì)關(guān)注材料的性能和施工的便利性?？蛻粼谶x購(gòu)材料時(shí)，務(wù)必要注意到一點(diǎn)，必須擦亮雙眼，避免選購(gòu)到假冒偽劣的材料，以免在施工的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，到時(shí)候還需要重新加固。
不同廠商生產(chǎn)的碳纖維材料，市場(chǎng)售價(jià)也是完全不同的。小編在上述的內(nèi)容中介紹的四個(gè)方面，都會(huì)影響到碳纖維材料的市場(chǎng)價(jià)格，客戶在選購(gòu)加固材料時(shí)，在淡季時(shí)低價(jià)買進(jìn)，能夠節(jié)省較多的費(fèi)用。另外，我們?cè)谶x擇施工單位時(shí)，選擇較久的施工單位，如果可行的話，優(yōu)先選擇施工經(jīng)驗(yàn)超過(guò)十年的施工單位。這類施工單位的施工人員完全掌握了碳纖維加固的施工技巧和精髓，能夠保證施工的質(zhì)量。

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(lái)給您做個(gè)解答，如果您感興趣的話，就往下看吧！
首先，混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層，油污、污物等，用角磨機(jī)磨去1~2mm厚表層，混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應(yīng)進(jìn)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(bǔ)強(qiáng)的混凝土存在裂縫，應(yīng)先視裂縫大小選用HM-120M灌注膠或HM-120L灌縫膠灌注后再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。工序真的比較繁瑣，真有有必要做嗎？
其實(shí)，上述工序并不是空想的，是在國(guó)家規(guī)范的基礎(chǔ)上制定的科學(xué)合理的施工步驟。《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550-2010中對(duì)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(yīng)進(jìn)一步按設(shè)計(jì)要求修復(fù)平整，并采用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠對(duì)較大孔洞、凹面、露筋等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原；對(duì)有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應(yīng)抹成平滑的曲面；對(duì)構(gòu)件截面的棱角，應(yīng)打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角。
在完成以上加工后，應(yīng)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(yīng)大于6%。對(duì)含水率超限的混凝土應(yīng)進(jìn)行人工干燥處理，或改用濕面的結(jié)構(gòu)膠粘貼。
1.因?yàn)樘祭w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(yīng)力，從而留下剝離的隱患，所以需要對(duì)碳纖維布粘貼部位進(jìn)行局部的找平和修補(bǔ)；并且，界面如果不進(jìn)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?cè)谄匠Ｐ蘩眍^發(fā)一樣，剪完頭發(fā)之后，需要用吹風(fēng)機(jī)或者布吹掉散落在脖間的碎發(fā)是一個(gè)道理，那么對(duì)打磨完畢后的混凝土表面清理也是一個(gè)道理。
可為什么要用丙酮擦拭混凝土表面呢？
有兩個(gè)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(jìn)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(zhì)量；
二、通過(guò)擦拭工業(yè)丙酮，可以復(fù)查前道工序有無(wú)疏漏或欠缺之處，以便及時(shí)彌補(bǔ)，免得造成返工。因此，這也是前道工序質(zhì)量合格的保障措施。
3.混凝土表面含水率超過(guò)4%，其膠粘效果將會(huì)顯著下降。所以，纖維粘貼表面應(yīng)保持干燥，必要時(shí)需進(jìn)行人工干燥處理。粘貼面積較大時(shí)，可考慮用紅外線燈照射，或熱風(fēng)吹干。
另外，對(duì)混凝土表面含水率的檢測(cè)，我們可以通過(guò)電子濕度測(cè)量?jī)x測(cè)量。對(duì)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(chǔ)，使得碳布與混凝土能夠很好的粘結(jié)，增加有效粘結(jié)面積，有利于碳纖維布高強(qiáng)性能的充分發(fā)揮。
因?yàn)樘祭w維布自身的特性，我們?cè)谧鼋ㄖ庸痰倪^(guò)程中，一定要對(duì)其進(jìn)行界面處理，這樣才有利于整個(gè)工程的順利實(shí)施。那么關(guān)于碳纖維布加固之前要進(jìn)行界面處理的相關(guān)問(wèn)題小編就給大家說(shuō)到這里了，如果您對(duì)于這些比較感興趣的話，可以持續(xù)關(guān)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(guān)的問(wèn)題我們都會(huì)時(shí)間給大家更新出來(lái)的。