上海梁碳纤维加固，南京梁碳纤维加固、苏州梁碳纤维加固

                                                碳纤维加固原理

1、碳纤维加固机理

碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)加固修复混凝土结构技术是近年来在以日本为代表的发达国家兴起的一项新型加固技术，该项技术是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体CFRP，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。

加固修复混凝土结构所用碳纤维材料主要为二种：碳纤维布、配套粘接胶。其中碳纤维布的抗拉强度为建筑钢材的十几倍，而弹性模量与钢材相当，某些种类(如高弹性)碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料。配套粘接胶则包括底层树脂、整平材料及粘贴树指，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量的基础，而后者的作用则是使碳纤维布与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作。

与其它加固方法相比具有以下明显特征：

1.1重量轻：比重为钢的1/5，因此基本不会增加被加固结构的重量。

1.2高强度：是钢板的10倍左右。

1.3高弹性：可以降低混凝土中钢筋的应力。

1.4高耐久度：由于不会生锈，非常适合有盐等腐蚀环境下使用。

2、碳纤维加固的优点

碳纤维加固在施工方面方法具有如下特点：

2.1适用面广。既可用于提高结构的承载力，又能适用于抗震加固，改善结构的延性。而且加固手段多，可以根据需要采用不同的加固方法来达到较终的目的。

2.2施工便捷，工效高。整个施工过程无须用任何大型机具。成品的碳纤维布为卷材织物的形式，可以根据需要任意裁剪，施工占用场地少。

2.3施工性能好：由于碳纤维布质轻又可折可弯，因此施工时不需要大型设备，也不需要采用临时固定、支撑；粘贴碳纤维的许多部位如上、下弦节点等处尺寸比较复杂，形状也不规则，而碳纤维材料轻质细薄，易于操作，正好解决了这些难题，其施工质量易于保证。

3、碳纤维加固设计方式

碳纤维材料加固混凝土结构构件设计时，通常有以下几种考虑方式：

3.1沿构件的主轴方向粘贴碳纤维，以提高构件的抗弯能力；

3.2沿与构件主轴垂直方向粘贴碳纤维，由碳纤维与箍筋共同分担剪力以提高构件的抗剪承载力；

3.3沿与构件主轴垂直方向粘贴碳纤维布以改善加固部位的延性，提高其抗震性能。
目前在国外应用较多的是碳纤维用于结构抗震补强加固，利用碳纤维材料优异的力学性能，通过约束混凝土的形式，改变原结构在地震反复荷载作用下的变形能力，达到补强加固的目的，具体而言，其对于提高结构的抗震性能主要体现在以下两方面：

3.3.1提高了压区混凝土的变形能力：通过与相同强度下混凝土轴心受压σc～εc本构关系对比可以发现，在碳纤维约束下的混凝土变形能力得到了很大的改善，尤其是碳纤维加固量较大时下降段还改变为上升段，并且混凝土的极限压应变有明显提高，这样就能推迟压区混凝土的脆性破碎，从而充分发挥钢筋的塑性变形性能，改善结构延性。

3.3.2提高结构在地震作用下的耗能能力：对于抗震结构的要求除了要有足够的强度，不发生强度破坏外还必须有一定的延性，保证结构具有良好的塑性变形能力，能够耗散更多的地震能量，大量试验结果表明：碳纤维约束下的混凝土构件可以较为充分地发挥碳纤维的抗拉强度，因而在地震反复荷载作用下表现出良好的延性性能。

4、碳纤维加固施工的技术难点

粘贴碳纤维施工尽管工效高，操作便捷，但由于许多具体条件所限，在施工时除应遵循工艺要求外，还应注意以下要点：

4.4.1混凝土基面处理的程度将直接影响到加固效果，所以混凝土基面必须仔细打磨，去除其表面的劣化部位，直到露出完整的混凝土结构层；

4.4.2由于三面缠绕的部位较多，因而在梁加固转角处必须打磨成R≥20mm的圆弧，并且用整平材料处理平滑，防止碳纤维在折角处产生的应力集中；

1)碳纤维梁板加固施工工艺

碳纤维材质性能

碳纤维布的主要性能指标

 粘碳纤维布用配套胶的主要性能指标

我公司严格按照该材料技术说明书要求，组织材料采购、验收和施工。

2）施工操作顺序

基底处理

①混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层，在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。

②裂缝部位，如有必要应先进行封闭处理。

③用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥ 20mm）。

④用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。

涂底胶

①按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。

②用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不**过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），再进行下一道工序。

     碳纤维加固施工工艺顺序图解

用整平胶料找平

①混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。

②转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。

③整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2小时），方可再进行下一道工序。

粘贴碳纤维布

①按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。

②配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。

③用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。

④在较外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。

碳纤维现场施工照片

5、各工序操作重点

混凝土结构的基层处理是粘贴碳纤维布较重要的一个步骤。基层处理不好，很*造成后来粘贴的碳纤维布剥离或是形成空鼓。因此基层处理必须严格按照相关规定进行施工灰层等妨碍施工的杂质剔除，露出混凝土结构层。

5.1 加固部位混凝土的打磨处理

根据设计图纸，在加固构件的表面弹线，确定加固部位。用角磨机等工具对加固部位的表面进行打磨处理，清除表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，直至完全露出混凝土结构新面。加固部位的混凝土表面应尽量打磨平整，局部表面高差不**过1mm，并清除存在的浮浆、油污或是其它可能会影响粘贴碳纤维布质量的杂质，可根据实际情况选用相应的工具。打磨处理后的混凝土表面如存在较大的坑洞或是凹陷，应用修复材料修复平整。

混凝土打磨处理后，用吹风机等除尘设备将加固构件表面清理干净，并保持干燥。混凝土的打磨处理会产生很大的粉尘，操作的工人应配备好防尘用具；对加固环境有特殊要求的，应采取相应的除尘措施；施工现场的仪器设备应用覆盖物密封好，以防止粉尘的侵入。

5.2 涂刷底层树脂

在基层混凝土表面处理完毕后，开始涂刷底层树脂。

底层树脂一般有主剂与固化剂两种组分，按一定的比例将两种组分在容器中混合，用电动搅拌工具机械混合，直至颜色均匀。树脂的混合比例以及两种组分混合所需的搅拌时间应按照生产商提供的说明严格执行。在树脂混合搅拌后应根据生产商提出的要求在规定时间内使用，**出使用时间的树脂不得再使用。

有影响的杂质。用滚筒刷将配制好的底层树脂均匀地涂刷于加固部位的混凝土表面。应选择刷毛短质量好的滚筒刷，以避免在涂刷树脂时刷毛留在树脂表面，降低树脂的粘结力。涂刷完底层树脂后应检查是否存在局部因树脂过多而凝聚的现象，如存在凝聚现象应尽快处理，以保证树脂表面的平滑。

一般在底层树脂指触干燥后，可进行下一工序的施工。

5.3 找平材料找平

底层树脂指触干燥后，配制找平材料进行找平处理。一般用于修补混凝土表面局部不平整的部位。先仔细阅读树脂生产厂家提供的使用说明，选择环境温度和湿度适宜的地方配制找平材料。它一般也有主剂和固化剂两种组分。根据生产商的说明按照一定的比例将两种组分混合均匀后使用。找平材料配制完后应根据生产商提出的要求在规定时间内使用，**出使用时间的材料不得再使用。一般在找平材料表面指触干燥后，可以进行下一步施工工序。

5.4 碳纤维布粘贴

在涂刷浸渍树脂前，要先检查加固部位和碳纤维布表面的杂质是否已清理干净，然后按照树脂生产厂商的要求，按比例配制浸渍树脂。配制后的浸渍树脂要在规定的使用时间里均匀的涂抹在加固部位，**出使用时间的树脂不得再使用。在涂刷浸渍树脂后，要*将碳纤维布粘贴于加固表面。先用手将碳纤维布展平，与加固方向保持一致，然后从中间向两端用滚子（罗拉）使劲碾压碳纤维布。要多进行滚动，以挤出残留在内部的气泡，确保树脂能够充分浸润纤维。在碾压碳纤维布的同时，要确保碳纤维布没有偏离加固的方向或是移位。还要注意在碾压时，滚子滚动的方向要顺着碳纤维布的方向。

5.5 碳纤维粘贴完成后的表面处理

在碳纤维粘贴完成后，表面再涂刷一层浸渍树脂，做为碳纤维的保护层，树脂不需要涂刷很厚，只要能盖住粘贴的碳纤维即可。待树脂完全固化后，如没有其它的要求，碳纤维片材加固施工到此就全部结束了。