碳纖維加固技術(shù)是一種先進(jìn)的材料應(yīng)用方法,，它通過將碳纖維布粘貼或纏繞到建筑結(jié)構(gòu)上，以增強(qiáng)其承載能力和耐久性,。該技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,，尤其是在橋梁、建筑物和機(jī)械結(jié)構(gòu)等重要基礎(chǔ)設(shè)施中,。在橋梁加固中,，碳纖維布被用來替換老舊的鋼筋混凝土構(gòu)件，以減輕重量并提高其承載能力,。碳纖維加固技術(shù)也被用于提高建筑物的結(jié)構(gòu)完整性和延長使用壽命,。碳纖維加固技術(shù)因其高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的特點(diǎn),，在現(xiàn)代工程領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用,。
一、碳纖維加固的概述
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種,。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美,、日等發(fā)達(dá)國家，我國這項(xiàng)技術(shù)起步較晚,，但隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的發(fā)展,，很多建筑因設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低或使用功能改變等原因，亟需維修,、加固,，促使碳纖維加固技術(shù)在我國得到廣泛應(yīng)用。
二,、碳纖維加固的特點(diǎn)
- 節(jié)省空間：與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比,，碳纖維加固基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸,，不會(huì)過多占據(jù)空間。
- 施工簡便：不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施,，施工過程相對(duì)簡單,，省力節(jié)時(shí)，施工質(zhì)量也容易保證,。
- 重量輕：密度只有普通鋼材的1/4,，對(duì)結(jié)構(gòu)自重影響小。
- 耐久性好：可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境,、氣候變化的破壞,，能大大提高建筑物的使用壽命。
- 適用范圍廣：混凝土構(gòu)件,、鋼結(jié)構(gòu),、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固，可用于各類工業(yè)與民用建筑物,、構(gòu)造物的防震,、防裂、防腐的補(bǔ)強(qiáng),，如混凝土結(jié)構(gòu)物,、橋梁及建筑物的梁、柱,、面板加固,，隧道,、港灣設(shè)施、煙囪,、倉庫、廠房的加固等,。
三,、碳纖維加固的原理
碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)是利用碳纖維布或碳纖維板材粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的表面，使碳纖維材料與混凝土結(jié)構(gòu)相互擔(dān)負(fù)載荷,，從而提升建筑物的承重能力；還可以約束混凝土,，減少混凝土在剪應(yīng)力作用下出現(xiàn)縫隙,，達(dá)到抗彎加固的效果,。
四、碳纖維加固的工藝流程
- 施工準(zhǔn)備：做好施工前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作,，如材料準(zhǔn)備,、工具準(zhǔn)備等,。
- 砼表面處理
- 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺,、破損部分清除干凈。
- 對(duì)經(jīng)過剔鑿,、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分,，進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原,。
- 裂縫修補(bǔ)：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂刷密封,；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫,。
- 打磨：將構(gòu)件表面凸出部分打磨平整,，修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。
- 清洗打磨過的構(gòu)件表面,，并使其充分干燥,。
- 涂刷底膠
- 將配好的底膠（粘結(jié)劑）,，用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
- 之后再次將配好的底膠（粘結(jié)劑）,，用滾筒均勻涂刷于需要粘結(jié)的砼表面。
- 粘貼碳纖維
- 確認(rèn)粘貼表面干燥,。氣溫在-10℃以上，相對(duì)濕度RH85%時(shí),，如無有效措施不得施工,。
- 用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料，每段長度一般以不超過6m為宜,，材料裁切數(shù)量按當(dāng)天的用量裁切為準(zhǔn)。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上,，該部位應(yīng)多涂樹脂，碳纖維橫向不需要搭接,。
- 粘貼樹脂的主劑,、固化催促劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器,，用攪拌器攪拌均勻,。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)。粘貼時(shí),，盡量避免碳纖維和樹脂之間有空氣,，可用羅拉（專用工具）沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次,，使樹脂滲浸入碳纖維中。
- 表面養(yǎng)護(hù)：粘貼碳纖維材料后,，需自然養(yǎng)護(hù)1 - 2小時(shí)達(dá)到初期固化,，應(yīng)保證固化期間不受外界干擾和碰撞,。
- 涂裝（若需要）：若加固補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件需要防火時(shí)，可在樹脂固化后涂刷耐火涂層,。涂裝應(yīng)在樹脂初期固化后進(jìn)行,，并應(yīng)遵守所用涂料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)定。
五,、碳纖維加固相關(guān)規(guī)范
國內(nèi)最早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（編號(hào)為CECS146:2003）,，最近的國標(biāo)是2008年10月1日起執(zhí)行的《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》（GB/T21490 - 2008）以及《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》,。
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