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碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家。我國的這項技術起步很晚，但隨著我國經濟建設和交通事業的飛速發展，現有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規范使用的需求，亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法等。修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術。
碳纖維布加固簡介
碳纖維布又稱碳素纖維布、碳纖布、碳纖維編織布、碳纖維預浸布、碳纖維加固布、碳布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材（預浸布）等 。碳纖維加固布是一種單向碳纖維加固產品，通常采用12K碳纖維絲織造。
可提供兩種厚度：0.111mm（200g）和0.167mm（300g）。多種寬度：100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。隨著碳纖維布行業的不斷發展，越來越多的行業和企業運用到了碳纖維布，也有部門企業進入到了碳纖維布行業并發展。
碳纖維布用于結構構件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套浸漬膠共同使用成為碳纖維復合材料，可構成完整的性能的碳纖維布片材增強體系，適用于處理建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強度等級低于設計值、結構裂縫處理、惡劣環境

加固的原理
用于建筑結構加固的碳纖維材料具有優良的力學性能，其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍；碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難*共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結構共同工作，從而達到加固的目的。

施工方法
常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術。
碳纖維布加固施工要點：卸荷→基底處理→找平→底涂膠→粘貼→保護。
1、施工準備擬定施工方案和施工計劃，應對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機具等作好施工前的準備工作。2、混凝土表面處理清除被加固構件表面的剝落、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。3、配制并涂刷底層樹脂
按供應商提供的工藝規定配制底層樹脂，將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。在樹脂表面指觸于燥后立即進行下一步工序施工。配制找平材料并對不平整處修復對混凝土表面凹陷部位用找平材料*平整，轉角處應用找平材料修復為光滑的圓弧。4、粘貼碳布/芳綸布①按設計要求的尺寸裁剪碳布/芳綸布；②配制浸漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼構件；③沿著纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使漬樹脂充分浸透碳布/芳綸布；④碳布/芳綸布的表面均勻涂抹浸漬樹

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，期有**設計院于1967年設計，共17個柱距，處于南側，第二期有**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*。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，一般不宜超過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、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孝感況。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保證。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。

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