碳纖維技術在建筑工程加固中的應用 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 【摘要】建筑工程碳纖維加固施工，就是利用合適的粘貼涂料，將高韌性、高強度、耐腐蝕的碳纖維布粘貼在建筑結構表面，用于分擔建筑結構傳下來的荷載，從而保證建筑工程的加固效果。 【關鍵詞】碳纖維技術， 建筑工程， 加固 【 abstract 】 construction engineering carbon fiber reinforced construction, is to use suitable paste paint, will be high toughness, high strength, corrosion resistance of carbon fiber cloth paste in building structure surface, used to share the building structure passed down to load, so as to ensure the construction engineering reinforcement effect. 【 key words 】 carbon fiber technology, construction engineering, reinforcement TU197 A 碳纖維增強材料是一種高強的纖維材料，是近十年來發現的一種新材料，廣泛用于混凝土結構的加固，碳纖維材料的強度非常高，本身質量較輕，加固后不會增加建筑結構的自重負擔，適用于各種造型的建筑物，施工方便周期短，由于其具有良好的力學性能和使用優點，在建筑加固工程中得 到青睞，被施工技術人員稱為 “ 結構加固的新星 ” 。通過有關統計，采用碳纖維加固的建筑工程是普通鋼材加固強度的 10 倍以上，并且可以提高承載力，延長使用壽命，取得了較好的加固效果。 一、碳纖維加固技術的優點及加固原理 1、碳纖維加固技術的優點 碳纖維加固使用材料較少，施工方便、快捷；在加固過程中不需要使用大型施工機械，無周轉材料的使用，方便施工人員的操作；施工周期非常短，經濟效果較好；碳纖維可以抵抗酸鹽堿的腐蝕，在結構工程加固后能夠大大提高結構的耐腐蝕性能及耐久性，適用于各種環境下的結 構加固，應用面廣；碳纖維本身強度較高，碳纖維抗拉強度一般都在3500MPa 以上，比鋼材抗拉強度都要高；碳纖維的抗拉彈性模量為 0.23-0.43GPa，也比鋼材高；與鋼材相比，碳纖維布的比強度（即為材料的強度與密度比）可以達到 2000MPa/g/cm3以上，而 Q235 鋼材的比強度僅為 59MPa/g/cm3 左右，在加固過程中可以有效保持原有形狀，不會增加結構自重和截面尺寸，有效控制混凝土結構的裂縫，提高建筑結構的使用壽命。 2、碳纖維的加固原理 粘貼碳纖維加固技術就是利用高強度的粘結材料將碳纖維布粘貼在建筑結表面，與建筑結構形成一個整體，共同承擔上部傳下來的荷載（包括軸力、彎矩、剪力）等，碳纖維材料具有良好的力學性能，但是利用碳纖維成碳纖維布后，內部的碳纖維絲很難完全共同受力，當承受的荷載較小時，一部分應力水平較高的碳纖維絲會首先達到抗拉強度而失效，當各個碳纖維絲都出現斷裂時，整個碳纖維布破壞。在加固過程中使用粘結劑，可以提高碳纖維與建筑結構的協同性，大大提高碳纖維布的抗拉強度。因此在碳纖維加固過程中，首先應該控制碳纖維與建筑結構的連接效果，保證各碳纖維絲能夠與建筑結構連接牢固，還能夠保證碳纖 維布能夠協同受力，達到補強、加固的目的。 二、工藝試驗及材料性能要求 1、工藝試驗 在正式粘貼碳纖維片樹前選取一與拱面混凝土強度和傾斜度相近的區域進行有關工藝試驗和材料性能檢驗；對碳纖維片材粘貼質量進行檢測，并根據破壞形式和設計正拉粘結強度要求進行相關物料指標的調整。從而確定施工技術要求、控制要點及質量檢驗、評定辦法。 2、主要施工工藝 碳纖維加固處理的主要施工工藝：混凝土基面處理 涂刷底層樹脂 基面找平處理 粘貼碳纖維片材 碳纖維片材表面防護。 3、主要材料性能 要求碳纖維布的主要力學指標：抗拉強度標準值3000MPa ，彈性模量 2.10.5MPa ，伸長率 1.5% 。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量不宜低于 l50g/m2 也不宜高于 450g/m2。配套樹脂粘結材料的主要性能指標可參照機械工業產品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候加速試驗方法（ GB/Tl4522-93）規定的環境條件下進行耐久性檢驗，經2000h 加速老化后，按碳纖維片材加固混凝土結構技術程測定的正拉粘結強度不應明顯的降低。表面防護材料可采用噴撒石英砂的方法，應保證與浸 漬樹脂或粘結樹脂可靠粘結。 三、施工工藝和質量控制點 碳纖維加固機理是將碳纖維布采用高性能的環氧類粘結劑粘結于混凝土構件的表面，利用碳纖維材料良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。 1、施工順序 卸荷 混凝土基底處理 涂底層底膠 找平膠找平 貼碳纖維片 養護。 2、進場材料 鑒于所用材料均為化工產品，檢驗工藝復雜，現場試驗室難以具備相應的條件均送專業檢驗部門檢測。原材料除應具備出廠合格證書外，每批材料進場均按照有關測試方法進行材料基本性能 的檢測。 3、施工環境 施工宜在環境溫度為 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。若環境溫度達不到上述要求時，應采用適合于低溫環境的配套樹脂或采取升溫措施。 4、混凝土基面處理 首先自上而下清除混凝土表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層，并用修復材料將表面修復平整；按設計要求對裂縫進行灌縫或封閉處理；被粘貼的混凝土表面應打磨平整，除去表面浮漿、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成圓弧狀，圓弧半 徑不應小于 20mm；用高壓水槍沖洗混凝土表面并用鼓風機通風使之干燥。清理后的基面應無有機物污染、清潔、干燥、無浮塵。 5、涂刷底層樹脂 在涂刷底層樹脂前，應該對混凝土基面進行復核，保證基面清潔、干燥。涂刷底層樹脂順序為由上而下，首先根據設計要求調配底層樹脂，然后采用滾筒涂刷底層樹脂，保證底層樹脂涂刷均勻；當底層樹脂接觸表面干燥到完全固化時，進行下一道工序的施工；配制底層樹脂、選擇底層找平材料等都應按照設計要求進行配比和稱量，并利用電動攪拌機進行攪拌，提高各種材料混合的均勻性，底層樹脂配制 一次用量不宜過多，每次配料保證在 12h 內使用完；在攪拌前，應該對攪拌鍋、附具等進行檢查，不得出現油污和雜質等；所有的工具和材料都應該避開水源，涂料在使用時才能揭開蓋，固化前不得受到雨淋。 6、找平處理 根據設計大內提供的標準進行配制找平材料，對混凝土表面凹陷部位進行填補，保證平整度；在轉角處不得有棱角，可以利用找平材料修理為光滑的弧形，圓弧的半徑應20mm ；當找平材料表面達到干燥后，方可進行下道工序施工。 7、粘貼碳纖維布 根據設計要求，進行碳纖維布的裁剪工作，并進 行浸漬樹脂的配制，然后均勻涂刷在結構加固部位，用手輕輕壓住碳纖維布，采用專用的施工滾筒順著纖維方向從左向右的滾壓，在滾壓過程中除去纖維布內部氣泡，讓碳纖維布充滿浸漬樹脂，但是在滾壓過程中不得來回反復滾壓，防止損傷纖維。 8、表面防護 采用噴撒石英砂，并保證防護材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結。 四、施工安全注意事項及質量檢驗 1、施工安全注意事項 碳纖維片是一種導電材料，施工過程中應該盡量遠離電氣設備，當環境條件受到限制時，應該做好導電防護工作；施工過程中盡 可能的避免碳纖維材料受到彎折，碳纖維材料配套的樹脂材料應該做好密封處理，遠離陽光直射和火源；在現場配制樹脂時，應該做好通風工作，施工人員也應該做好防護措施。 2、質量檢驗 對碳纖維布進行抗拉強度檢驗，對粘結材料進行粘結強度檢驗時，必須符合設計及規范要求；在施工過程中，應該對實際粘貼面積和可能出現的位置偏差進行檢驗，要求粘貼面積不得小于設計面積，位置偏差不應大于 10mm；碳纖維布粘貼完成后，應該對其與結構之間的粘結效果進行檢驗，如利用小錘輕敲或用手按壓碳纖維表面的方法進行檢驗，保證粘結面積 95% ，當空鼓面積 1000mm2 時，可以采用針管注膠的方法修補，否則應該將空鼓部位進行切割，重新粘貼等量的纖維片材，纖維布的搭接長度應 100mm ；綜上所述，在建筑工程加固過程中，應該對施工環境、施工工藝、材料性能指標等進行有效控制，保證碳纖維加固的牢固性，可以很好的消除建筑物裂縫危害，提高建筑物的使用性能和壽命。 【參考文獻】 戴鋒華 碳纖維加固在混凝土結構裝修改造工程中的應用 現代企業文化 2009 曹介琦 碳纖維結構加固及質量控制的注意要點 科技資訊 2010 劉忠 淺談碳纖維加固技術在土建工程中的應用 科技資訊 2006 閱讀相關文檔 :高等級公路路基施工技術管理研究 深圳河道治理探究 淺析水土保持監測技術在城市水土保持中的應用 土建建筑結構設計中若干問題初探 馬街水庫大壩安全監測自動化改造及其成果分析 水泥土釘噴錨墻加鋼管樁在基坑支護工程中的應用 淺談離子色譜法測定水中四種陰離子 淺談基坑支護質量控制 淺談 PM2.5 污染監測現狀及控制治理 淺談水利工程規劃設計與生態平衡 CFG 樁復合地基在地基處理中的應用 公路路基路面質量 通