碳纤维加固结构构件技术原理

外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材，通过二者协同受力，达到加固目的。碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点，其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。

配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。

加固修复混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种：碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，某些(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。

采用碳纤维布加固具有的优点

由于碳纤维材料优异的物理力学性能，在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性，改善其受力性能，达到加固修补的目的。施工便捷，工效高，无湿作业，不需大型施工机具，施工占用场地少。

粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补，且不改变结构形状，这是目前任何一种结构加固方法所不1可比拟的。

根据有关统计资料，同为粘贴加固工法，粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。具有较好的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明，碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀，适用面广。

尤其重要的是，对于一些大型桥梁桥墩、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，采用旧的加固手段几乎无法实施，而采用该项加固技术都能顺利解决，施工质量易保证。

杭州杭固建筑特种工程有限公司是一家融工程加固技术研究、设计、咨询、优化与施工于一体的高新技术企业。

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非结构性加固

　　钢纤维混凝土修复桥面铺装层。对桥面铺装层的严重破损，可考虑采用钢纤维混凝土修复。这种材料具有高强度、抗裂能力强，抗冲击耐磨耗等性能，可延长桥面的使用寿命，在不增加桥梁恒载的情况下，改善梁的结构受力性能。

　　伸缩缝的更新改造。在桥梁维修中，以下几种类型伸缩缝的使用是较成功的。ＳＦＰ“三防”型伸缩缝在大型桥梁上的应用情况良好；仿毛肋伸缩缝在大、中型桥梁的大量使用，效果明显；ＴＳＴ、ＦＧ系列桥梁无缝伸缩缝，在中小行桥梁上也得到广泛使用。

　　Ｕ型高桥台加固

　　预应力锚索框架法。该加固法采取在Ｕ型桥台前墙和两侧墙外加套４０厘米的钢筋混凝土，并在两侧墙增设水平预应力索对锚和前墙增设地锚的方案。该方案适用于不能中断交通又无法架设便桥的高桥台病害修复。

　　锚杆配合钢筋混凝土抱箍法。该加固法采取台腔与桥台基础持力层进行压浆固化，再打入锚杆与槽钢抱箍，碳纤维加固价格，***后在Ｕ型桥台前墙和两侧墙外加套２５厘米的钢筋混凝土，新旧墙体采用锚杆连接形成整体。该方案适用于地基承载力不足，且施工处理不到位，造成桥台前墙下沉。

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虽然说碳纤维加固施工较为简单，但是在施工过程中，因为各种各样的原因，存在着较多的问题，这些问题将会直接影响碳纤维加固的质量，因此如何防止和处理这些问题对于碳纤维加固来说极为重要。

1、碳纤维布以及与其配套使用的结构胶质量不合格

2、在施工时混凝土结构表面打磨处理不符合要求

3、在结构胶配比、搅拌等使用方法不符合结构胶使用规范，或者粘贴碳纤维布的施工方法不符合施工规范要求。

解决办法：

按照设计院设计和规范要求选择质量符合要求的材料，并且材料的采购计划需经过技术负责人审核过后在进行采购;采购的时候采购人员必须严格按照图纸设计要求选择技术成熟，信誉良好且加固材料通过国1检安全性鉴定的企业进行采购，并且在施工之前应选择具有资质的单位将所选材料进行抽样检测，保证材料的质量和品质符合设计要求。

清理掉疏松的混凝土，如露出钢筋，需要将钢筋表面受侵蚀的部位清理干净，用修补砂浆进行修补过后，在进行施工。须注意的是，在进行本过程的时候，需等修补砂浆干燥后方可进行下一步施工。

在施工现场技术人员应根据设计图纸要求，施工规范以及所选用材料的使用说明书针对结构胶的使用方法及碳纤维布的粘贴方法编织技术交底，并且对施工人员进行结构胶以及碳纤维布粘贴方法进行培训，在大面积粘贴之前先小面积进行粘贴试验，待施工人员都熟练掌握施工方法之后再进行大面积粘贴施工。

粘贴碳纤维布需注意的事项

1、粘贴碳纤维材料部位的混凝土应保持干燥，其表层含水率不宜大于4%，且不超过6%，对含水率超限的混凝土需进行人工干燥或者选用耐潮湿的结构胶进行粘贴

2、在进行完粘贴碳纤维布的前期准备之后，粘贴碳纤维布时一定要用配套结构胶浸润，尽可能让结构胶充分渗入碳纤维单丝之间的空隙中，提高各单丝之间共同工作的性能。浸润后的碳纤维布用手轻压贴于加固部位，用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实，使结构胶从两边溢出，保证碳纤维布与结构之间密实无空洞;

3、粘贴施工时所用结构胶自搅拌完成时应在说明书规定的时间内使用完，否则也会影响加固质量。

4、碳纤维为导电纤维，施工过程中应避免与电源接触，以免发生触电事故。

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