沧州楼板裂缝加固

在工程应用研究方面，重点研究碳纤维片材（碳纤维布/碳纤维板之总称）。在90年代由国家课题支持开展碳纤维片材在混凝土结构（包括桥梁、隧道、水利设施和房建结构），取得了应用成果并得到广泛推广。2003年由中国工程建设标准化协会颁布了《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146：2003），作为指导性文件提供了设计施工和质量检验依据。而碳纤维片材用于桥梁加固技术是目前应用较为普遍的技术之一，其十几年来的应用为桥梁加固事业作出了历史性的贡献。

针对传统桥梁加固改造工程中所存在不足，诸如：因采用的加固材料（如钢板/纤维布）温缩模量与混凝土钢筋混凝土材料的温缩模量差异较大，不能形成同步的温缩变形状态，影响加固耐久性；采用钢材加固增加防锈处理等后期维护投人；以及采取增大截面法，结构面会留下不和谐修补“伤疤” 影响结构外观和技术状况评价等问题，碳纤维筋桥梁加固是一项新的应用外粘高性能碳纤维复合材料增强结构技术，主要形式包括“嵌人植筋加强法" 和“体外配筋扩大截面增强法"。碳纤维筋与高强聚合物砂浆的联合使用充分利用了纤维棒筋的抗拉伸强度、聚合物砂浆的快凝强度和砂浆与钢筋混凝土结构的温缩模量的近似特性，既可提升钢筋混凝土结构的承载能力，也可充分利用新材料环境特征，达到维修、加固、利用与修旧翻新的综合作用。

2.碳纤维复合筋的性能

碳纤维复合筋为棒型材料，主要成分为由碳纤维，通过特殊技术处理与树脂高温固化而成。碳纤维分子结构界于石墨和金刚石之间，含碳体积分数在0.9以上。碳纤维根据原丝类型可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基和粘胶基3种，由原丝纤维加热至高温后除杂获得。根据碳纤维原丝类型可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基和粘胶基3 种。目前,PAN碳纤维按力学性能又分为高模量超高模量、高强度和超高强度4种；按用途可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维，其中小丝束以1K、3K、6K、12K和24K（1 K为1 000根长丝单位重量），大丝束为48K以上。

2.1碳纤维的优势

碳纤维具有较强的防水和防渗漏的特点，具有耐酸、耐碱的耐腐蚀性，阻燃性和良好的力学性能和良好的导电导热性，因此也在建筑工程和其他领域被广泛运用。据投资顾问行业研究中心相关统计数据显示,目前,世界碳纤维的需求量将以每年约13%的速度增长。由此可见，碳纤维的使用将越来越广泛。

2.2碳纤维复合筋的特性

碳纤维复合筋的主要技术指标及其与钢筋对比如下表：

表1 碳纤维复合筋的技术指标及其与钢筋的对比表

名称

碳纤维复合筋

钢筋

密度（g/cm3）

1.5

7.9

抗拉强度（MPa）

≥1800

≥500

弹性模量（GPa）

≥140

≥200

线膨胀系数10-6/℃

0.6

12

从表格中可以看出，碳纤维复合筋的密度远远小于钢筋，同样体积的材料，重量上碳纤维复合筋的优势很大；碳纤维复合筋抗拉强度也大于钢筋，其热膨胀系数较低，就说明在相同的温度下，膨胀的程度会低很多。

碳纤维复合筋的主要性能：（1）质量轻（相当于钢密度的1/5）；（2）强度高（抗拉强度是钢筋的4到5倍）；（3）密度小（1.5g/cm3）；（4）弹性模量高（弹性回复100％）；（5）热膨胀系数小，耐高温和低温性好；（6）耐酸性好，对酸呈惰性，耐浓酸侵蚀；（7）与砂浆附着力强。

3. 聚合物砂浆特点

聚合物砂浆是由水泥、速凝添加剂、粉末状聚合物、碎石与水等混合拌制而成，其粘结强度高，热膨胀系数与混凝土类似。

聚合物砂浆的主要特点：（1 )黏附性好，与原结构旧混凝土表面黏附良好，使纤维筋与原结构共同受力；（2）稳定性好，能有效抑制有害物质的渗透和扩散；（3）和易性好，利用快捷、速凝的功能特点，修缮结构腐蚀表面，达到修旧如新。聚合物砂浆可以维修各种老化受损的混凝土表面。

4. 国内桥梁加固现状

桥梁作为公路交通的关键设施，具有跨越深谷、承受运载、通航泄洪、保证安全、连接路网的重要功能。目前，我国各级公路上营运的桥梁总数达 60余万座。

按桥梁设计技术标准对大中小类型的桥梁平均使用寿命测算，桥梁平均设计使用寿命在50年左右。全国年均需要改造翻新的桥梁约有10 000 余座，合计约60余万延米。以二级路为例，每年国家需要投人的桥梁改造费用上百亿币，这是一笔巨大的投资。根据近10年危桥改造的统计数据表明，现有重交通组成作用下的桥梁使用寿命平均在33年之内，部分路段桥梁的使用寿命甚至更短。如何更有效的延长桥梁的使用寿命、如何更有效的提高危险桥梁的改造利用技术、如何将加固后的桥梁变得更持久，是当前桥梁管理中面临且急需解决的问题。

面对当前大规模的桥梁改造任务，各级桥梁管理部门都十分重视其处理效果，近年来积极研究和寻求有效的维修加固新技术，但这并不是一件容易的事情，目前在桥梁加固改造中常采用的技术还是十几年前的研究成果，主要方法如：“钢板加固法”、“扩大截面加固法”、“体外（内）预应力加固法”、“碳纤维布加固法”等，这些材料技术为轻交通状态下的桥梁加固做出过贡献。随着近几年重交通的发展和扩散，现有桥梁的加固材料和工艺技术在适应性方面面临巨大挑战。一方面是目前所使用的加固材料（如钢板/纤维布）其温缩模量与混凝土钢筋混凝土材料的温缩模量差异较大，造成加固后的补强材料与原结构的温缩变形差异化，形成不同步的温缩变形状态，影响加固耐久；另一方面当前加固中为提高结构受力的高强材料仍然采用钢材，因钢材有防锈处理的要求，这样就增大了后期的维护投人，在结构层面上需要增设3 cm以上厚度的防锈保护，造成自重增加，影响使用效果；此外，在增大截面法中，因材料强度因素，需要增厚自重增加，影响结构受力和加固效果。现有加固材料和工艺中即便是解决了受力要求，但施工后的结构面会留下不和谐修补“伤疤”，影响结构外观和技术状况评价。

由此可见，研究和选择一种高强、防腐蚀、经济、施工方便，且与钢筋混凝土材料温缩模量相一致的维修加固材料，达到理想的加固改造，且能提高桥梁的承载能力是十分迫切和必要的工作。

首先原构件混凝土表面去除表面浮浆、油污等杂质，并对混凝土构件加固部位进行凿毛处理。对加固表面缺损的坑洼部位采用高强聚合物砂浆预先修补，待混凝土表面干燥后涂抹界面剂。随后安装锚具及碳纤维复合筋，利用锚具固定碳纤维复合筋，碳纤维复合筋应紧贴加固面，压条及螺栓均应采用不锈材料；安装完后，喷涂高强聚合物砂浆，砂浆厚度不小于20MM，施工温度应在10℃-35℃，后对表面进行养护.

碳纤维布加固之大偏心受压构件

在钢筋混凝土建筑及桥梁中，偏疼受压构件的使用较多，如梁桥中的墩身、柱根底等。这类结构(构件)的一个一起特点是正截面上效果着轴心压力和弯矩。

偏疼受压构件由于使用较多，在钢筋混凝土中也是容易被损坏的构件，一般情况下，偏疼受压构件的损坏特征如下：

当相对偏疼距较大，且受拉钢筋配筋率较小时，偏疼受压构件的损坏是由于受拉钢筋首先到达屈从强度而导致受压混凝土压碎，这一损坏称为大偏疼受压损坏。其接近损坏时有显着的征兆，横向裂缝展开显著，构件的承载力取决于受拉钢筋的强度和数量。

当相对偏疼距较小，或虽然相对偏疼距较大，但构件配置的受拉钢筋较多时，就有可能首先使受压区混凝土先被压碎。在通常情况下，接近轴力效果一侧的混凝土先被压坏，受压钢筋的应力也能到达抗压规划强度；而离轴向力较远一侧的钢筋仍可能受拉但并未到达屈从，但也可能仍处于受压状况。临损坏时，受压区高度略有添加，损坏时无显着征兆。这种损坏属于小偏疼受压损坏。

在目前的钢筋混凝土加固办法中，用张贴碳纤维布的办法加固大偏疼受压构件使用广泛。该办法是经过配套碳纤维胶将碳纤维布张贴于构件之上，到达加固补强的效果。选用碳纤维布加固大偏疼受压构件需要注意的是：

当选用碳纤维布加固大偏疼受压的钢筋混凝土柱时，应将碳纤维布张贴于构件受拉区边际混凝土外表，且纤维方向应与柱的纵轴线方向共同。这是由于碳纤维布不能接受压力，只能考虑其抗拉效果，因而标准规定将碳纤维布的受力办法规划成仅接受拉应力效果。

别的，在大偏疼受压构件加固核算中，对碳纤维布之所以不考虑强度利用系数，是由于在实践工程中绝大多数偏疼受压构件均处于受压状况。因而，在承载能力极限状况下，受拉侧的拉应变是从受压侧应变转化过来的，故不存在拉应变滞后的问题，亦即以为碳纤维布的抗拉强度能得到充分发挥。

碳纤维材料是目前常用的一种加固材料，和其他的加固材料相比，碳纤维材料有多种优势，而且性价比较高，目前被广泛的应用于建筑工程以及其他领域中，今天就带大家对碳纤维布的特点简单的了解一下。

碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和的结构胶对建筑构件进行加固处理，在技术上采用的碳纤维布强度也是普通二级钢的好多倍，因为碳纤维布强度非常高，很多加固工程都在使用，所产生的结果也是可想而知的，让结构强度变得更高。

在作用上碳纤维材料具有诸多优良的施工性能，现在被很多施工单位广泛的应用于建筑工程中，因为产品质量轻，密度比较低，在重量上所占不打比重，特别是在施工上有效的减轻了条件，让施工变得便利;在使用的过程当中基本上不会让原来的固件尺寸发生明显的改变，同时又不会影响到原来产品尺寸大小的材料。

碳纤维布的使用的范围也是非常广泛：它适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。在各种结构类型，各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构范围。

恒固碳纤维布同品质的相融性，打造完粘接性能，根据碳丝的延展性，巧力研发出配套的碳纤维浸渍胶，完粘接匹配性能，大幅提高碳纤维布的抗拉强度。

碳纤维布施工过程中需要注意：

严格按照GB的施工工艺进行粘贴，但应注意以下几点：

1、碳纤维布一定要粘贴到结构面上，如果要加固的构件有白灰需将白灰铲除，有抹灰层要将抹灰层剔除，有混凝土垫层也必须将混凝土垫层进行剔除，剔除完毕露出新鲜的混凝土，再用结构修补胶对加固的基面进行修补、找平。

2、对于有棱角的截面，需要磨成圆弧半径不小于25mm的曲面。

3、需要加固的混凝土基面需要保持干燥，基面表层含水率不宜大于4%，不应大于6%。基面含水率超过6%应进行干燥处理或者采用的潮湿浸渍胶进行粘贴。

4、碳纤维布在粘贴时，用刮板进行刮压，刮压时要沿一个方向进行刮压。

5、碳布在搭接时受力方向搭接长度应不小于20cm。

6、应特别注意在冬季施工时浸渍胶会有些粘稠，属于正常现象，如果过于黏稠影响正常施工，应对胶体进行加热处理。严禁在胶体中加入酒精等有机溶剂。

7、碳纤维布和浸渍胶应采用同一品牌，否则需要做适配性试验。

8、尽量不要在粘贴好的碳布上钻孔，这样会减少碳纤维布的受力面积，影响加固效果。

详解碳纤维布加固施工过程中不容小觑的4个细节

说到建筑物的加固施工，大家现在对其的了解都比较多，目前我们常用的加固方法有碳纤维加固法、混凝土加固法、粘钢加固法等，不同的加固方法优势不同，对施工环境也有不同的要求，在多种加固方法中，由于碳纤维加固方式具有很多优点，目前在建筑工程中的应用频率也较高，碳纤维布是一种优质的加固材料，使用碳纤维布加固施工时，也有很多需要注意的细节问题，今天小编就来带着大家一起详细的了解下。

一、对施工环境的要求

虽然碳纤维材料能够在恶劣的条件下施工，不过，为了保证加固施工的效果，我们对施工环境还是要重视起来的，一般情况下，对施工温度的要求并不是太高，施工现场的温度不能低于5度，否则需要进行加温处理，如果施工温度长期低于5度，需要暂时停止施工，以免影响到加固效果。

二、加固后的养护工作

自然养护的时间是24小时，要保证加固的部位不受外力的干扰和冲击，如果是室外施工，还需要保证加固部位不能淋雨，施工结束后，加固部位养护5天的时间就可以投入使用了。

三、施工安全的具体要求

1、裁剪碳纤维布时，需要远离明火和电源；

2、碳纤维布材料的储存环境应该选择在密封的环境中，切忌要远离明火，还需要避免阳光的照射；

3、在配制结构胶时，需要在通风良好的环境中配制；

4、施工现场需要配备灭火器，以免发生安全事故时，能够及时施救；

5、施工人员只要进场就要佩戴安全帽，穿着工作服，对于有烟瘾的施工人员来说，在施工现场，不能携带打火机和进场，以免引发火灾。

四、施工现场的详细记录

一般情况下，大型工程都有专门的记录人员，为了避免施工材料的浪费使用，对于每道加固工序使用的加固材料数量都需要详细记录在册，对于短缺的材料也需要记录并及时上报。