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（CFRP）加固修補結構技術是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。
工藝原理
加固機理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結劑粘結于混凝土構件的表面，膠結材料作為它們之間的剪力連接媒介，形成新的復合體，使增強貼片與原有鋼筋共同作用，增大了結構抗拉及抗剪能力，可有效提高結構的強度，延性及抗裂性。利用碳纖維布良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。
材料
CFRP加固修補混凝土結構所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹脂。
1、碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算，凈截面面積取碳纖維布的計算厚度乘以寬度。碳纖維布的計算厚度取碳纖維布的單位面積質量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質量有可靠保證時，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量可提高到600g/㎡。
2、粘結劑要有足夠的粘結性能，工藝過程中各部位所使用的環(huán)氧樹脂膠結材料的種類、型號，應根據(jù)施工時的溫度、濕度進行選擇。應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。采用碳纖維片材對混凝土結構加固時，應采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘結樹脂。
3、在受彎加固和受剪加固時，被加固的混凝土結構構件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5MPa。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時，混凝土強度等級不應低于C10。
4、主要機具：角向磨光機、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、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、防護眼鏡、橡膠手套、口罩等。
特點
1、材料高強高效，便于加工成多種尺寸，適用面廣，質量易保證。
2、施工便捷，工效高，沒有濕作業(yè)，不需現(xiàn)場固定設施，施工占用場地少。
3、耐腐蝕及耐久性能。
4、自重較輕，加固修補后，基本不增加原結構自重及原構件尺寸。
適用范圍
1、適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構。
2、基層混凝土的強度等級不低于C15，長期使用的環(huán)境溫度不高于60℃的鋼筋混凝土結構，都可采用碳纖維加固施工工法加固、補強。
施工準備
1、應認真閱讀設計施工圖。在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前，應按加固設計部位放線定位。
2、應根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況和加固構件混凝土的補強荷載要求，制定相應施工方案和施工計劃。
3、應對所使用的碳纖維布、配套樹脂、機具等做好施工前的物質準備工作。
4、進場后的碳纖維布、配套樹脂應抽樣送檢，合格后方可施工。
5、施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進行，并應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時，應采用適用于低溫環(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→構件表面處理→涂底膠→找平→粘貼→保護。
1、卸荷：加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。
2、構件表面處理
2.1 將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈并達到結構密實部位。
2.2 檢查外露鋼筋是否銹蝕，如有銹蝕，需進行必要處理。
2.3 對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分，用高于原構件混凝土強度的環(huán)氧砂漿進行修補、復原、達到表面平整。
2.4 應按設計要求對裂縫進行灌漿或封閉處理：縫寬小于0.20mm 的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂抹密閉；大于或等于0.20mm 的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
2.5 對貼片范圍的定位、劃墨線、按修復、補強設計要求進行。
2.6 被粘貼的混凝土表面應打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處應進行導角處理并打磨加以圓化。圓化半徑對于梁不應小于20mm；對于柱不應小于25mm。
2.7 清洗打磨過的構件表面，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，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。一般情況下1h內用完。
3.2 用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準）再進行下一工序的施工。一般固化時間為2～3d。
4、找平
4.1 混凝土表面凹陷部位應用環(huán)氧膩子填補平整，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位也應填補，盡量減小高度差，再用砂紙打磨平整。
4.2 轉角處也修補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，進行下一工序的施工。
5、粘貼
5.1 按設計要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度一般應在3m之內。
5.2 調配、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誤后剝去離型紙，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼應重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。
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：加固后的碳纖維表面應進行抹灰保護。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。當設計有耐火極限的要求時，按選用的防火涂料進行施工，并保證防護材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結。
注意事項
 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應由專業(yè)施工隊伍進行施工。
施工過程中應避免碳纖維片材彎折。

碳纖維加固相信大家都不會陌生，作為一種新型的加固方法，碳纖維布輕質高強，施工簡便的特性。在建筑加固行業(yè)中，碳纖維加固技術越來越火，
其在混凝土加固中，在混凝土梁、板、柱、橋墩等工程結構中都能看到碳纖維的身影。作為一種新型的加固方法，與傳統(tǒng)加固方法相比，原來還有這么多的優(yōu)勢。
下面恒固就中肯的為大家介紹一下碳纖維布加固的優(yōu)勢和局限性。
碳纖維布加固技術的優(yōu)點
碳纖維布加固技術這幾年在建筑加固業(yè)內躥紅，正是由于它有以下優(yōu)點。
1、采購成本低廉，也能從根本上降低工程造價；
2、因為產(chǎn)品質量輕，密度比較低，在重量上所占不大比重，碳纖維布方便簡潔，可以像布一樣被裁剪，從而提高施工的效率；
3、碳纖維布可以根據(jù)需求進行多層粘貼，但不可超過4層; 養(yǎng)護十分簡單，一般情況下只需要加固一次，后期建筑不會產(chǎn)生任何問題。
4、在使用的過程當中基本上不會讓原來的固件尺寸發(fā)生明顯的改變，同時又不會影響到原來產(chǎn)品尺寸大小的材料。
5、碳纖維布加固時不需要動用大型機器。
6、碳纖維布是綠色、環(huán)保型的材料，具有耐腐蝕、耐久、耐濕熱老化、耐儲存等性能。
碳纖維的優(yōu)質性能，在鋼結構加固中得到了應用，而且它的應用很廣泛。碳纖維加固分為碳纖維布加固和碳纖維板加固，無論是布還是板加固也好，都能發(fā)揮出碳纖維材料的優(yōu)勢。
碳纖維布加固優(yōu)勢明顯，局限性也要知道。
碳纖維布加固的局限性
碳纖維布加固技術也一樣，有它的局限性。但是碳纖維復合材的性能還在不斷的提升中。
1、施工環(huán)境溫度在5～35℃范圍內，相對濕度不大于70%。
2、碳纖維的抗拉彈性模量相對其強度過低，其與鋼筋共同工作時，當鋼筋完全發(fā)揮強度時CFRP才發(fā)揮出不到20%的強度，從而在結構的適用荷載內無法充分利用碳纖維的強度。
3、目前碳纖維布市場魚龍混雜，普通難以辨別優(yōu)劣，還需要專業(yè)人士區(qū)分。
4、目前的加固手段是將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在受拉的同時還將受到一個由曲率引起的剝離應力。
5、粘貼碳纖維布的時候，如果收到的力超過了極限值會出現(xiàn)斷裂。
碳纖維布加固能這么火，就說明了它在很多方面已經(jīng)勝過傳統(tǒng)加固方式。
在建筑加固時，要選擇合適的加固方法，選加固材料的時候要看它適不適合目前工程，還要看材料的質量如何，這些都是會影響到建筑加固的質量。

碳纖維布加固技術的優(yōu)勢在哪？
碳纖維布加固技術的優(yōu)勢
在我國，各類橋梁及房屋建筑結構的維修、加固、改造已經(jīng)成為建設工程的側重點。目前國內常用的加固方法主要有纖維布復合材料加固、粘鋼板、擴大截面等方法，其中FRP復合材料加固法具有非常明顯的優(yōu)勢，并且具有良好的經(jīng)濟效益，在結構工程中得到了廣泛的應用。在目前的FRP材料加固市場中，碳纖維占的比例多。
碳纖維布纖維方向分為單向和雙向2種，其中以單向布應用為主。碳纖維布具有高的強度重量比和剛度重量比率、良好的抗疲勞性及高的耐久性、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低等特點。碳纖維布加固技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：高強高效，可設計性強；基本不改變原結構外觀，不會對原結構造成損害；運輸儲存、施工更方便、快捷，容易保證施工質量而且后期維護費用低；其化學結構穩(wěn)定，在耐候性、腐蝕性以及抗疲勞性能等方面更加突出。但應用此法進行加固時，應充分考慮纖維的方向布置，合理的材料連接方式、連接尺寸、連接位置粘結材料的性能指標。尤其是施工過程的質量控制，一定要按正常的施工程序進行，否則會影響加固效果。
碳纖維布施工中應注意的事項：
1.施工宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進行，并應符合配套樹脂的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時，應使用適用于低溫的配套樹脂或采用升溫處理措施。
2.在表面處理和粘貼碳纖維布前，應按加固設計部位放線定位。
3.樹脂配制時應按產(chǎn)品使用說明規(guī)定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌所用的容器內不得有油污及雜質。宜根據(jù)現(xiàn)場實際溫度決定樹脂的每次拌合量，并嚴格控制使用時間。
4.粘貼前板底首先要打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全露出結構新面，混凝土表面應清理干凈并保持干燥；鋼筋露出部位須做防銹處理，如損壞程度嚴重，須采取其它措施，以確保安全；轉角粘貼處要進行倒角處理打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。
5.按比例準確配制好底膠并攪拌均勻，注意一次調和量在可使用時間內用完，超過時間的不能使用，以確保粘接質量；底膠硬化后，在表面有凸起部分時，要用磨光機或砂紙打光。
6.粘貼碳纖維布時要從中間向兩側進行粘貼，可避免施工時產(chǎn)生氣泡影響加固效果。
7.碳纖維布配套樹脂的原料應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。
8.樹脂的配置和使用場所，應保持通風良好，現(xiàn)場施工人員應根據(jù)使用樹脂材料采取相應的勞動保護措施。
9.涂刷碳纖維漆必須等樹脂初期硬化后再施做，如表面上仍有不平，用環(huán)氧樹脂砂漿作細部找平后再涂刷碳纖維漆。
10.碳纖維布的施工應由熟悉施工工藝的專業(yè)施工隊伍完成，并應精心組織、精心施工。