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1、.建筑工程专业一级注册建造师继续教育培训课程结业报告 浅谈碳纤维布加固混凝土结构的施工技术姓名：董宝林 工作单位：张家口市广安工程建设监理有限公司完成时间：期次： 学号：浅谈碳纤维布加固混凝土结构的施工技术 董宝林【摘 要】介绍了碳纤维布加固混凝土结构施工工艺 ，提出了碳纤维布加固混凝土结构的施工方法及质量控制措施，取得了良好的施工效果【关键词】碳纤维 加固 施工方法1、前言碳纤维增强材料，简称碳纤维，是近十年来在发达国家新兴的一种加固混凝土结构的新材料，以其优异的力学性能在工程领域日渐受宠，被人们称为“结构加固的新星”。采用碳纤维取得了加固技术具有如下几个特点：1.1强度高。碳纤维片材的抗拉
2、强度一般都在3500MPa以上，远高于钢材；抗拉弹性模量为230000430000MPa，亦高于钢材。因此它的比强度（即材料的强度与其密度之比）可达到2000MPa/g/cm3以上，而Q235钢的比强度仅为59MPa/g/cm3左右，比模量也比钢材高。1.2 施工简便、快捷、柔性好，易于裁剪，适用范围广，适合任何形状。使用碳纤维加固构件不需大型施工机构及周转材料，易于操作，施工周期短，经济性好。1.3 抗酸碱盐类介质的腐蚀，应用面广。加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性，可以应用于各种工作环境的构件加固。1.4 可以有效的封闭混凝土结构的裂缝，延长结构的使用寿命。 1.5 易于保持结构原状，
3、自重轻（约200 g/ m3），密度只有普通钢材的1/4，基本不增加结构自重及截面尺寸。 2、加固工程概况2.1 张家口市广发证券营业部，为新建商业用房，底部框架结构，原设计为商铺，楼板设计荷载标准值为（2.0KN/m2 ）（活荷载为2.5KN/ m2）现计划将UPS配电室布置与此。UPS配电室中设备按（1t）考虑，分散布置与此房间，减少集中力作用。由于功能改变导致荷载增大，原1层局部梁板经计算将不能满足设计要求，需要加固。经过方案论证和经济技术可行性比较，决定采用碳纤维复合材料进行加固，加固后楼板处的设备荷载标准值是2.8 KN/ m2，其它活载标准值是2.0 KN/ m2，地面做法荷载标准
4、值是1.0 KN/ m2。3、工程做法及施工工艺3.1工程做法：为了加强梁底碳纤维布的锚固及增加梁的抗剪能力,在梁端及跨中每侧粘贴150mm宽U型箍3道。 U型粘贴的粘贴高度宜取构件截面高度。对于U型粘贴形式，宜在上端粘贴纵向碳纤维片材压条2。考虑到碳纤维布多层粘贴时受施工现场影响的因素较大，建议受弯构件粘贴碳纤维布的层数不应超过3层。3.2施工工艺：施工准备-定位放线-基底处理涂底胶找平粘贴保护。 施工准备：粘贴碳纤维布加固工艺，施工质量至关重要，直接关系到加固效果的好坏，为确保工程质量，本工程由具备资质专业加固公司施工，开工前对每个施工环节、环境因素、人员素质进行细致周密的考虑，对施工现场
5、进行清理。碳纤维加固钢筋混凝土技术所涉及的材料主要有两种：一是碳纤维布；二是配套树脂类粘结材料。 碳纤维增强材料（CFRP）CFRP乃英文Carbon Fibire Reinforcement Polymer 的首字母缩写，意为碳纤维增强材料。碳纤维丝的产生，是通过氧化有机聚合物（通常是聚丙稀硝胺纤维或乳化沥青），只留下碳素材料，其碳原子沿原有纤维长度排列整齐而形成碳素纤维。每根碳纤维丝由300012000个碳原子丝以绞线或麻绳的方式排列而成，其粗细仅相当于人的1根头发丝。碳纤维成品可以制成不同的型材如纤维布、纤维板、棒材、短纤维等，根据不同工程的不同部位和需要而定。在加固工程中应用量最大和最
6、普通的还是碳纤维布（片材）。表1列出了本工程所用“山东德鑫”碳纤维片材加固混凝土结构所用碳纤维布的主要力学性能指标。 表1 碳纤维片材的主要力学性能指标性能项目碳纤维片抗拉强度标准值fcfk3000MPa弹性模量Ecf2.1x105 MPa伸长率1.5 配套树脂类粘结材料（粘结剂） 粘结材料是施工成功的重要保证。为了使被加固构件与碳纤维布共同受力，要求粘结剂对被粘贴界面和碳纤布有较高的粘结力和强度，抗拉、抗压特别是粘贴抗剪强度应高于混凝土相应的强度，而且粘结材料对界面和碳纤维布都要有良好的渗透性和相容性，还能够抗冲击、耐疲劳抗老化等。 采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，通常选用配套底层
7、树脂、找平材料、浸渍树脂和粘结树脂，所选材料除满足上述要求外，尚应满足施工简易的要求。一般要求底层树脂及找平材料的正拉结强度大于2.5MPa且不小于被加固混凝土拉结强度的标准值ftk，本工程所用“山东德鑫”浸渍树脂和粘结树脂性能指标如表2所示。 表2浸渍树脂和粘结树脂性能指标抗剪强度拉伸强度压缩强度弯曲强度正粘结强度弹性模量伸长率10MPa30MPa70MPa40MPa2.5MPa1500MPa1.5 本工程所用房为新建工程，原结构楼板与框架梁表面平整，不考虑采用找平材料。 3.3定位放线：首先熟悉施工图纸，明确加固部位及范围，然后在构件上弹线（其轮廓线要大于实贴尺寸20 mm以便打磨） 3.
8、4混凝土基层施工： 为了保证粘贴密实，在不影响原结构的基础上，采用先人工后机械打磨的方法。剔除表面灰尘与混凝土的接触面，混凝土平整度每米不大于4 mm。同时混凝土表面出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除（本工程不存在），对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。 混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R20mm）。 需要露出混凝土新面（一般应磨去1-3 mm）。 3.5混凝土面清洗：清洗过程中应多次成活，首先用脱脂棉纱檫拭混凝土粘贴面，去除表面浮灰；然后用
9、脱脂棉纱沾丙酮（纯度80%以上），檫拭2-3遍。最后在粘贴前在清洗一遍混凝土表面，用风机将混凝土表面清理干净，并保持干燥。 处理结果以表面无灰尘油污为准，并确保表面处理后不被二次污染。 3.6裁剪下料：按照设计尺寸并结合实际情况将纤维布准确下料，要求不乱丝，不断丝。3.7底胶施工底胶配合比：主剂固化剂3:1配置底胶。将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌。根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间，一般情况下2050mim内用完。 底胶施工：将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后（固化时间视现场气温而定，以指触干燥为准）再进行下一工序施工。一般固化时间为624h。 3.
10、8找平施工混凝土表面凹陷部位应用修补剂填平，模板接头等出现高度差的部位应用修补剂填补，尽量减小高度差。 转角处也应用修补剂修补成光滑的圆弧，半径不小于20mm。待修补剂表面指触干燥后方可进行下一步工序。 3.9粘贴施工 按设计要求的尺寸裁剪好碳纤维布，将裁剪好碳纤维布表面檫拭干净无粉尘。 调配、搅拌粘贴材料粘结剂（使用方法与底胶相同），然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些，胶层应成突起状，平均厚度不小于2 mm。涂刷厚度要比底胶稍厚。严禁出现漏刷现象，特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。 粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后，用橡皮滚筒反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使
11、粘结胶充分浸透碳纤维布；并用刮板刮涂碳纤维布表面粘结胶，使之均匀，使树脂从两边溢出，保证密实无空鼓。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。如不能立即粘贴，需要在粘贴前对底层纤维部作好清洁工作。 在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹粘结胶。用工具反复沿纤维方向滚压，并用刮板刮涂碳纤维布表面粘结胶，使之均匀。 碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于200mm。 3.10保护 加固后的碳纤维布表面采用抹灰或喷防火涂料进行保护。 4、质量保证措施4.1每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查，并做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。 4.2施工结束后的现场验收以评定碳纤
12、维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音判断粘结效果。如出现空鼓等粘贴不密实的现象，应采用针管注粘结胶的方法进行补救。粘结面积若少于95%则判定粘结无效，需重新施工。 4.3严格控制施工现场的温度和湿度。施工温度在535范围内，相对湿度不大于70%。 5、结束语本工程从设计到竣工投入使用只有不到10天的时间，采用碳纤维加固的方式施工，从准备到竣工只用了3天，施工效果良好，得到了设计单位、监理单位、业主的好评。工程竣工至今3年没有出现任何质量问题 因此，粘贴碳纤维复合材料新技术是加固钢筋砼结构行之有效的方法，值得推广应用参考文献：1CECS1462003碳纤维片材加固混凝土结构技术规程2岳清瑞，我国碳纤维增强材料（CFRP）加固修复土木建筑结构技术研究应用现状与展望A 混凝土结构学术交流会C,2000。.
