結構加固公司值得信賴,加固補強報價

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橋梁結構碳纖維加固技術與應用

（一）前言

中國橋梁工程的發展已具有相當規模，公路交通量不斷增加，行車密度及車輛載重越來越大，公路橋梁負荷日趨加重。有一部分公路橋梁是中國20世紀80年代以前修建的，因其設計荷載標準偏低，普遍存在承載力不足的問題。同時具有抗高溫、抗磨蝕、抗震、耐化學藥品性，耐熱，耐低溫等性能，這就意味著建筑結構的耐腐蝕性及耐久性大大提高。而20世紀80年代以后修建的，其中已有不少橋梁暴露出缺陷，更有一些在遠沒有達到設計壽命時出現耐久性能嚴重退化的現象，影響其承載能力和使用壽命。因此，采用適當的加固和改造技術措施，恢復和提高橋梁的承載能力及通行能力，延長橋梁的使用壽命，以適應現代化交通運輸的需要變得十分迫切。

（二）碳纖維材料特性

碳纖維增強塑料是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復合而制成的，其力學特點是應力應變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區。碳纖維材料具有優異的物理力學性能。加固混凝土構件所用的碳纖維布，是由碳纖維長絲經編織而制成的柔軟片材。構件受剪加固時，應用碳纖維布加固時應使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應力方向一致。碳纖維布在編織時，將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪，用的非主方向碳纖維絲將主方向碳纖維絲編織連接在一起，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強度標準值應大于3000MPa，彈性模量大于2.0×l05MPa.綜合材料的物理、力學特性分析，要想大限度地發揮材料自身的優勢，適宜將CFRP材料作為橋梁結構的受拉或預應力受彎構件，特別適用于純受拉構件，工程實踐也證明了這一點。目前，用于橋梁加固的碳纖維材料主要是承受拉應力，約束裂縫的開展。

（三）碳纖維加固補強的施工工藝

1、根據設計確定粘貼碳纖維的范圍進行基底處理

(1)將砼構件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈，達到結構密實部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進行必要的處理。對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分進行修補復原；

(2)裂縫修補。縫寬小于0.2mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫；

(3)將構件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復后的段差盡量平順。用磨光機把棱角磨成半徑大于30mm的圓角；

(4)清洗打磨過的構件表面，并使其充分干燥。

2、底層涂刷（底層涂料具有較強的滲透性，可滲入砼表面內）

(1)把底層涂料的主劑和固化劑按規定比例稱量準確后放人容器內，用攪拌器拌均勻，一次調和量應在可使用時間內用完為準；

(2)用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料；

(3)底層涂料固化后，表面有凸起部分時要用砂紙磨光；

(4)注意在氣溫小于5℃，相對濕度大于85，砼表面含水率在8%以上，有結露可能而無可靠保證措施時，均不得施工。

3、環氧結構膠對構件表面殘缺的修補

(1)構件表面凹陷部位應用環氧結構膠填平，修復至表面平整；

(2)內角（段差、起拱等）要用環氧結構膠填補使之平順。

4、貼碳纖維

(1)為了防止碳纖維受損，在碳纖維運輸、儲存、裁切和粘貼過程中，嚴禁受彎折；

(2)碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接；

(3)按規定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結樹脂，稱為下涂；

(4)貼碳纖維時，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維上對此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。

5、養護

粘貼碳纖維片后，需自然養護24h達到初期固化，并保證固化期間不受干擾。

6、涂裝

根據需要可在樹脂固化后加固補強構件表面，涂刷耐火涂層和色彩。

（四）碳纖維加固處理要點

在進行結構加固處理前，先對梁板采取有效地卸載和支頂措施，然后按以下施工工序進行加固施工。

1、破損面混凝土表面處理：清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層。

2、按設計要求對破損面鋼筋處理后用環氧樹脂裂縫膠進行灌縫或封閉處理，并保證鋼筋保護層厚度不小于15mm.利用打磨機將其表面打磨平整，并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構件加固表面平整、干燥無粉塵。其工作原理是將纖維布張拉至設計值，用粘結材料將其粘貼到混凝土板梁的受拉面，使其與混凝土結構共同受力利用碳纖維材料良好的抗拉強度，達到增強構件承載能力及強度的目的。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構件轉角處粘貼時，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm.

3、涂刷底層樹脂：用專用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面，待樹脂表面指觸干燥時即進行下一道工序施工。

4、找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補平整，且不應有菱角。

5、粘貼碳纖維片材：將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復上述步驟，待纖維表面接觸干燥時即可進行下一層的粘貼。利用打磨機將其表面打磨平整，并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構件加固表面平整、干燥無粉塵。如超過60min，則應等12h后，再行涂刷粘結劑粘貼下一層。

6、在后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。

7、必要時進行表面防護及外觀處理。

（五）注意事項

1、碳纖維片材選擇注意事項

碳纖維片材的編織均勻性，將直接影響加固質量。碳纖維束只有分布排列均勻，加工成復合材料后才能起到整體均勻受力的作用，若材質的均勻性不好，則構件受力后到之纖維片拒不受力不均，使碳纖維補強的效果不能充分發揮出來。環氧樹脂玻璃纖維復合筋性能1、玻璃纖維特性剝離纖維是以剝離為原料經高溫溶質、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的。因此，選擇均勻性較好的碳纖維片材，是加固質量的關鍵。

2、碳纖維（片材）粘貼注意事項

①在表面處理和粘貼碳纖維片材前，應按加固設計部位放線定位。

②按設計要求的尺寸裁剪碳纖維片材，裁剪后的織物寬度不宜小于150mm且不應小于100mm.

③將碳纖維片材表面擦拭干凈至無粉塵。如需粘貼兩層時，對底層碳纖維片材兩面均應擦拭干凈。

④擦拭干凈的碳纖維片材應立即涂刷粘結樹脂，膠層應呈凸起狀，平均厚度不小于2mm.

⑤將涂有粘結樹脂的碳纖維片材用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡膠滾筒順纖維片材方向均勻平穩壓實，使樹脂從兩邊溢出，保證密實無空洞。當平行粘貼碳纖維時，兩片之間孔隙應不小于5mm.

⑥需粘貼兩層碳纖維片材時，可連續粘貼。如不能連續粘貼，則再開始前應對底層碳纖維片材重新做好清潔工作。

⑦施工宜在5℃以上環境溫度條件下進行，并應符合配套樹脂的施工使用溫度。當環境溫度低于5℃時，應使用適用于低溫的配套樹脂或采用升溫處理措施。

⑧施工時應考慮環境濕度對樹脂固化的不利影響，其粘貼部位混凝土的含水率不應大于4％。

⑨樹脂配制時應按產品使用說明規定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌用容器內不得有油污及雜質。宜根據現場實際溫度決定樹脂的每次拌合量，并嚴格控制使用時間。

⑩為了保證粘貼的質量，不同季節、不同溫度條件下，應使用不同型號的粘貼樹脂，這樣才能對樹脂施工的可操作時間和固化時間進行有效控制。

（六）對碳纖維加固補強技術的展望

碳纖維用于砼結構的修復補強雖然時間不長，但發展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優點：

1、施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等；

2、不增加結構重量，碳纖維片重量200g/m2～300g/m2，設計厚度0.111mm～0.167mm，加上環氧樹脂的重量也很輕，對結構自重影響可忽略不計；

3、能適應各種結構外形的補強；

4、可以多層粘貼。可根據設計要求，在一個部位重疊粘貼。

（七）結束語

隨著我國高等級公路的迅速發展，高速公路橋梁通車里程也在不斷增長，橋梁由于各種原因造成承載力降低、混凝土強度降低或需要提高抗震能力和修補橋梁裂縫，都可以應用碳纖維布補強技術。

碳纖維雙向布的應用優勢

1、優異的機械性能

碳纖維單絲的比強度和比模量是鋼材的10倍以上。突出的力學性能是碳纖維雙向布替代鋼材成為體育器材制作的優良材料。

2、質量輕

碳纖維雙向布質量極輕。尤其是羽毛球拍、網球拍、高爾夫球桿等體育器材，輕質的手感可以降低動力要求，節約能耗，使用方便。

3、柔軟加工性強

碳纖維雙向布的可塑性佳，可以任意加工成各式形狀，同時可以根據使用者的不同需求來設計加工體育器材。

碳布、粘鋼現場拉拔該如何進行結構加固主要涉及到碳纖維加固、粘鋼加固、增大截面加固、外粘型鋼加固以及外加預應力加固等，碳纖維加固和粘鋼加固又是這些加固工藝中經常用到的加固方法。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構件轉角處粘貼時，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。這兩種加固工藝在施工完畢以后都需要進行現場拉拔，來確定粘接是否合格，也經常有小伙伴咨詢我們碳布和粘鋼現場拉拔該如何進行。

現在給大家介紹下：

1、碳纖維布現場拉拔和粘鋼現場拉拔相同點

在拉拔之前都需要做5個40MM*40MM的試件粘貼在加固位置的附近，等結構膠完全固化后通知試驗室檢測人員來現場進行檢測，結構膠一般3-5天都會完全凝固，力學性能都會達到要求，但為了保險起見，我們都建議試件在第7天再進行拉拔試驗。在做拉拔時由于需要實驗人員到現場進行試驗，需要施工單位提前與實驗室人員定好時間，并且在試驗期間，需要監理在旁邊進行見證。錨具實現碳纖維板的張拉和固定、結構膠使碳纖維板和被加固的構件形成一個共同受力的整體。試驗結果確定5個試件都是內聚破壞（基材混凝土破壞面積占粘接面積的85%以上），然后通過計算算出每個試件的破壞拉力值，將大值和小值去掉，剩下的三個數值計算平均值，算出的值滿足國標規范，則說明現場拉拔合格。

2、碳纖維布現場拉拔和粘鋼現場拉拔不同點

鋼板的試件在粘貼前需要提前裁剪好，碳布的試件可以將整塊碳布粘貼在試驗位置，在拉拔試驗開始時再進行裁剪。這主要是因為鋼板試件在粘貼好以后不宜裁剪，如果用等離子切割機強行切割會導致膠體受損，而碳纖維布在粘貼好以后可以用角磨機進行切割；碳布經常會有多層拉拔，而鋼板基本不會有多層拉拔的情況，碳布在進行多層拉拔試驗時不可以發生層間破壞，否則認定不合格。當然，如果與其他加固方法結合采用，如增大截面、受壓區加固，還能在更大程度上提高承載力。

現場拉拔是檢測碳布、鋼板粘貼效果的一個重要步驟，檢測合格可以說明現場的粘接效果是滿足要求，這也能充分說明結構膠的粘接性能好壞。

加固纖維板材介紹

纖維加固技術是在上世紀八十年代興起的新興技術，由于纖維復合材料優異的機械性能和化學性能，已備受工程界的青睞，并在工程加固中廣泛應用。其中以玄武巖纖維、芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維四種纖維增強材料運用為廣泛。采用電錘鉆孔時應保證鉆孔中心線與混凝土梁面垂直，鉆孔中心位置偏差不超過3mm。然而各種纖維材料的力學性能參數各有差別，其可設計性和加工性也各不一樣。

1、玄武巖纖維

玄武巖纖維是一種新型的礦物纖維，是由玄武巖原材料經高溫熔線拉絲而制成的。高強度和模量較高，可與混凝土的相容，它的價格是在芳綸纖維和玻璃纖維之間。由于其原材料來自天然玄武巖，產品性能非常大，也已經以多種形式成為加固材料在工程中應用。

2、芳綸纖維

芳綸纖維具有高強度、高模量、低延伸率、電絕緣性好、抗沖擊性好、柔軟可加工性、施工簡便的優良性能。在許多方面和碳纖維是互補的，也是一種重要的纖維增強材料。1、破損面混凝土表面處理：清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層。芳綸纖維可單獨使用，也可與碳纖維、玻璃纖維等混合使用。國外芳綸纖維的應用十分廣泛，然而在我國，芳綸纖維作為結構加固材料在我國的應用仍處于起步階段。

3、碳纖維

碳纖維作為加固材料，具有一定的固有缺陷，如抗沖擊強度低、抗剪強度低、導電性強，會產生電磁干擾，應用范圍有限。由于其具有高強度、高模量、結構簡單等優良的力學性能，在建筑工程使用中仍得到了廣泛的應用。短切玄武巖纖維還可與無機粘合劑相容，吸濕率小于1%，吸收能力不隨時間的變化，這就證明了它在使用過程中的材料穩定性，長壽命和環境協調性。中國每年碳纖維年消耗量占世界總產量的四分之一，碳纖維是增長快的、發展潛力的是纖維增強復合材料。

4、玻璃纖維

玻璃纖維包括高強度玻璃纖維和無堿玻璃纖維，玻璃纖維的延伸率以及抗拉強度低，價格便宜，但彈性模量查，耐堿性差，受鹽腐蝕性差，施工操作差。因此應用范圍受限制較多，適用于加固要求低的場合。