【公司電話 申工】碳纖維布加固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。本加固工程為某鋁業公司露天鋼筋混凝土排架結構。長220m，寬58.6m,柱距6m，跨距29.1m，共兩跨。本工程分兩期建成，*一期有**設計院于1967年設計，共17個柱距，處于南側，*二期有**設計院于1979年設計20個柱距，處于北側。每跨設有Q16T，LK=28.5m抓斗式起重機兩臺。該工程已停用2年多，現根據生產需要新增兩臺吊車，在北側運行。因一期工程接近50年使用壽命，二期也已擴建34年，根據外觀檢查框架梁已遭到破壞，保護層混凝土開裂、剝落；鋼筋銹蝕，受力截面削弱，危及結構安全，影響新增兩臺設備安全使用。經建設單位、設計單位、加固公司等單位專家一起進行分析比較，選擇粘貼碳纖維布進行加固，防止大梁的過度變形，延長梁的使用壽命。

1碳纖維布加固框架梁方案的確定

1.1 碳纖維布加固的前提

首先，利用回彈法對框架梁混凝土進行強度檢測，以供加固參考。經檢測，混凝土的實際強度約為C30。根據設計圖紙及現場混凝土、鋼筋的受損情況，考慮提高框架梁的抗拉強度等級，碳纖維布分兩層粘貼在框架梁的底面及兩側，加固后，增加了原受拉鋼筋面積，彌補了因原鋼筋銹蝕而造成的截面削減，構件的承載力得到加強，可以滿足使用要求。

1.2碳纖維布的設計

在受彎加固時，應使碳纖維片材的纖維方向與受拉區的拉應力方向一致。因梁底寬度為300mm，碳纖維布的寬度為300mm，由中心向兩側粘貼剛好滿足兩側粘貼150mm的要求。四塊分兩層粘貼在梁底；再粘貼100mm寬的兩層碳纖維布“U”形箍；框架梁兩側面上邊緣各粘貼三根100mm寬的碳纖維布條固定碳纖維布“U”形箍，間距200mm。值得注意的是，使用碳纖維進行加固時，具體粘貼層數要通過計算確定，考慮到各層的共同工作系數，抗疲勞的能力和避免脆性破壞，一般不宜**過5層。另外，從受力性能角度而言，單層優于多層，窄幅優于寬幅；必要時縱向可以搭接，搭接長度不能少于100mm。

 

1.3配套樹脂粘結材料的設計 h

碳纖維粘貼膠粘劑應為專門配制的改性環氧樹脂膠粘劑，性能要求為A級膠。膠粘劑分為底膠和粘貼膠，分別有對應A和B膠按照比例配制而成。底膠應與粘貼膠相適配，安全性能指標應符合《混凝土結構加固設計規范》相關規定要求。底膠作用是增強表面混凝土與找平材料或粘結樹脂界面的粘結強度；粘結膠是粘貼碳纖維布的主要粘結材料，其作用是使碳纖維布與混凝土得到充分的粘結，使其共同承受結構的作用。

2施工準備

2.1 主要材料：底膠、粘貼膠、碳纖維布。

2.2 輔助材料：低速攪拌器、專用滾筒、角向磨光機、剪刀、鑿子、刮板、吹風機、榔頭、量具等。

2.3搭設腳手架： 按安全規程要求搭設好腳手架，高度以滿足施工要求和施工方便。

3施工程序

表面處理→修補找平→定位、下料→膠料配制→粘貼碳纖維布→表面防護→檢驗、驗收。

4施工方法

4.1表面處理

被加固的框架梁混凝土保護層部分疏松，應清除直至露出結構層；清理加固部位表層灰塵等污物。

4.2修補、找平

局部裂紋、蜂窩用環氧砂漿修補表層修復平整。平整度應達到4mm；框架梁節點轉角粘貼處須打磨成圓弧狀，圓弧半徑不小于20mm。表面打磨后用水清洗干凈，并用吹風機吹凈。

4.3定位、下料

對加固部位進行現場測量，做好記錄；根據記錄裁剪碳纖維布。

4.4膠料配制

按產品使用說明書中的要求，稱量相應比例的A、B兩組膠料，按規定比例分別攪拌，混入后再充分攪拌。

4.5粘貼碳纖維布

將配制好的粘結膠均勻涂抹在加固部位的混凝土面層；鋪貼碳纖維布，并用滾筒沿碳纖維布纖維方向多次滾壓，使粘結膠充分浸透到纖維中。等膠固化后（以指觸干燥為準），再進行下一層粘貼碳纖維布的施工。

4.6表面防護

在粘貼好的碳纖維布很后一層后，再均勻涂抹一道粘結膠，在上面均勻地撒上干凈的中砂，待粘結膠固化后做抹灰保護。

4.7檢驗

檢驗貫穿于整個施工過程。首先，施工材料進場時，必須有碳纖維布及其配套樹脂膠生產廠家所提供的材料檢驗報告、合格證等資料。驗收以企業標準為驗收依據。其次，每一道工序結束后均應按工藝要求進行檢查，做好相關的驗收記錄，如出現質量問題，應立即返工。很后，現場驗收以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結質量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回音來判斷粘結效果，如出現空鼓等粘貼不密實的現象應采用針管注膠（浸漬樹脂）的方法進行補救，粘結面積若少于90％則判定粘結無效，需重新施工。

5施工過程中的注意事項

5.1凹凸不平加固部位應用補強砂漿找平；有段差、轉角加固部位應抹成平滑曲面，轉角應成圓弧狀，半徑不小于20mm。

5.2膠料應嚴格按產品說明書比例配制，調膠使用的工具應為低速攪拌器，攪拌應充分均勻，配制攪拌后的膠料應無沉淀、色差、氣泡，并應防止灰塵等雜質混入膠料。

5.3按設計要求裁剪碳纖維布，不得損傷橫向織物面，涂抹粘結膠應均勻，鋪貼應平整無氣泡。

5.4粘貼完工經固化后，進行檢驗。密實度可用小錘敲擊構件粘貼表面，通過不同聲音判別密實情況。密實度應達到相關規定，否則應重新修補后再檢驗。

5.5嚴格控制施工現場的溫度和濕度，冬季施工要有可靠的技術措施**。氣溫在5℃以下、相對濕度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有結露的可能時，無有效措施不得施工。

5.6大面積粘貼前需先做樣板，待有關各方面驗證后，再大面積施工。對于碳纖維布粘貼面積在1000m2 以上的工程為檢驗其加固效果應與建設單位、設計單位協商進行荷載試驗，其結構的變形等各項指標均應滿足國家規范規定及使用要求。

5.7由于碳纖維片為電的良導體，應使其遠離電源。

5.8施工用的各種樹脂遠離明火，并避免陽光直射。

5.9施工及檢查人員應穿防護工作服，配戴口罩、手套、防護眼鏡等防護用品。腳手架要有足夠的安全性，高空作業必須配戴安全帶。

5.10施工現場通風狀況良好。當樹脂粘附在皮膚上時，應立即用肥皂水沖洗，濺入眼內用清水清洗或及時就醫。

6結語

通過該工程實際的施工操作，深深體會到碳纖維布加固技術的各項優點，如其自重輕，抗拉強度高，施工簡便，施工工期短等。本加固工程施工時，在確保安全的前提下，僅使用了簡單的腳手架；而且碳纖維布裁剪非常方便，可以根據形狀及尺寸隨意裁剪，在各種支架的遮擋處可以隨意穿過，施工非常方便。另外，由于碳纖維布不會生繡，非常適合高、堿、及大氣腐蝕環境，加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性。在鋁業公司這種強堿環境中使用碳纖維結構加固技術優勢明顯。本工程從開工到結束僅29天（包括搭、拆腳手），工程總費用僅約為60萬元，即使原本已經接近報廢的建筑重新投入生產。由此可見，碳纖維布加固技術的優點很明顯，應用前景很光明。