碳纤维布加固混凝土结构的技术与应用，加固技术咨询与洽谈业务电话139-1713-0703陈工 一、碳纤维布的定义 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等。碳纤维比重性能小，因此有很高的比强度。 二、碳纤维布应用的范围及优点 碳纤维布在建筑市场上广泛应用于使用荷载的增加、抗震需求、抑制裂缝、材料老化等，在加固混凝土结构方面适用于各种结构类型、部位的修补，如梁、板、柱子、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。 碳纤维布加固主要的优点： 1、耐酸、碱、盐及大气环境耐腐蚀性能非常好，能保护混凝土结构等其他材料的表面及内部质量。 2、碳纤维布物理力学性能非常，弹性模量数据与钢接近，抗拉强度大大高于普通钢筋，众多试验表明碳纤维布加固钢筋混凝土是理想的方案之一。 3、施工质量能够得到：碳纤维布材料性能是柔软，形状可任意塑造，能采用技术处理办法被加固对象表面无气泡、无空隙存在。 4、施工非常方便，现场无须任何借助任何大型施工设施和机械用具。 5、碳纤维布形状可任意剪裁，适合于混凝土各种类型结构和形状，且不影响结构外观质量，重要的是施工工艺简单，工期短。 6、重量轻、厚度薄：粘贴后每平方米重量一般小于1.0kg，粘贴一层碳纤维布厚度仅为1.0mm左右，加固修补后的自重和外形尺寸可忽略不计。 由此可见，碳纤维布加固在工程建筑上产生的经济效益非常之大。 三、碳纤维布加固在具体工程实例的应用 1、工程概况 某工程住宅楼，地下一层，地上十八层，框架结构，填充墙体材料为页岩多孔砖，桩基采用钻孔灌注桩，基础为笩板基础，主体结构砼为商品砼，地下室层高5米，地上部分层高2.9米。基础混凝土标号C40，地下室C35，地上部分C30，抗震按设防烈度6度设计。由于业主需要原已建的住宅楼需增加一层，一~二层住宅层改为商用用途。经房屋结构检测，设计院对原承载结构计算进行复核，需要要对原住宅楼进行全面补强、加固处理。结构加固有以下内容： （1）根据施工图需要增加一层，增加层柱子采用变小截面取定，梁、屋面板采用轻型钢结构、压型板等材质处理 （2）一~二层框架柱采用整体碳纤维布加固、梁端增加结构构造措施，提高结构抗震能力和延性。 2、设计依据及要点 加固内容的设计依据有《混凝土结构加固设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震加固技术规程》、《混凝土结构后锚固技术规程》以及原设计结构施工图纸、房屋结构检测报告要求等。 设计要点：采用加大截面法加固的框架柱，对需要加固的结构梁、柱采用如下措施：梁侧边用碳纤维布用150mm款U形箍、中间间隔的净距150mm，上口用150mm宽碳纤维布压边收头处理。梁底采用一层200mm宽碳纤维布粘贴，局部增加为3层；主次梁交叉部位局部作碳纤维布U形箍加强。柱子加固：柱高全范围内粘贴三层碳纤维布，采用封闭式连续粘贴，纤维方向与柱轴线方向垂直。纤维布与混凝土之间、纤维布与纤维布之间都涂有环氧树脂胶，纤维布缠需要搭接10mm。 （3）材料要求：碳纤维布的规格为0.1mm×45mm,极限抗拉强度不小于3600Mpa。 四、施工工艺及质量控制要点 施工操作顺序 1、混凝土构件基底处理 （1）用吹风、哄干机将混凝土表面保持干燥，并无油污、附着物。 （2）混凝土表面蜂窝、麻面等缺陷部位应予剔除，对疏松部位进行凿出干净后，用提高一级的砼振捣修补。 （3）混凝土若产生的结构贯穿裂缝，需用环氧树脂及其他技术进行封闭处理。 2、混凝土构件表面涂底胶 （1）根据设计要求比例将主剂与固化剂放置器量具中，经现场搅拌，在有效时间内使用。 （2）使用毛刷在被加固混凝土构件表面均匀涂满刷底胶，来回两遍，总厚度保持在0.5mm以下，等待胶固化干燥。 3、用整平胶料找平 （1）混凝土面层炸模现象先用凿子凿平，有油污、凹凸不平处用砂轮机磨平，然后用整平胶批平。 （2）等待整平胶干燥约3小时后再观察表面有尘灰和颗粒，需清除后才能进入下道工序。 4、在混凝土构件表面粘贴碳纤维布 （1）按设计图纸要求尺寸，在碳纤维布进行排版放样，按照放样的位置进行裁剪，裁剪的边必须光滑，避免有卷口，引起边缘局部不平整。 （2）按设计要求配置粘贴胶料，用毛刷在被加固混凝土表面处来回均匀涂刷粘贴胶料，避免有流淌及气泡产生，特别在构件的搭接、拐角尤其需要注意。 （3）在粘贴好的碳纤维布表面用滚筒来回反复滚压，使碳纤维布充分浸润胶料，确保碳纤维布内无气泡产生，待完全干燥后，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。 5、施工规范质量、安全措施要求 施工质量规范要求：基层混凝土构件的混凝土强度标号不得低于C15；碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm；碳纤维布的端部在必要时应采取相应的附加措施，如采取钢板固定等；粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清除的障碍物而需截断时，在截断部位要予以适当强化处理。 施工安全措施：碳纤维布裁剪及使用时应尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路，避免产生火花引起火灾；碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射，做好遮阳防尘措施；现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟；配置及使用胶的场所必须保持良好的通风，防止施工作业中毒。 6、施工温度要求 在使用碳纤维布加固混凝土时，必须注意是施工的现场温度。现场温度一般控制在50摄氏度左右，若温度长期处于较低温状态，要采取其它技术处理措施或暂停施工，以施工现场质量。 五、结束语 碳纤维布材料是非常有前途的新型材料，是目前性能较好，用途多的增强纤维。随着碳纤维布在混凝土应用不断的发展，目前完全可以与粘钢技术的性能相媲美，而且很快可以替代粘钢技术，能够较大发挥它的经济与技术的效益。