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碳纤维布范文1
〔关键词〕碳纤维布；楼宇改造；加固工程；应用；技术特点
碳纤维布加固技术是指采用高性能粘结剂，将碳纤维布粘贴在墙体或混凝土构件表面，使两者共同工作，有效提高构件的极限承载力和改善构件的变形性能，采用合理的粘贴构造和锚固措施，以达到效好的加固效果，在国外及内地经济发达地区已广为应用。随着我区经济建设和建筑事业的飞速发展，现有建筑中有部分由于原设计荷载标准低，一些建筑使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，需进行维修加固补强，碳纤维加固修补技术也因为其独特的优势逐渐得以推广。工程概况
该商场原为市场、办公一体的综合楼宇，一～三层为综合性批发市场，四层为办公区。现市场需要，将四楼办公区改为批发市场。需在三楼顶板进行钢筋砼板梁切割，用切割机进行分块切割出6100mm×9000mm的洞口，加设一部扶梯；另分块切割出3处4000mm×4000mm的洞口，增加三个行人楼梯。因楼面大面积开洞、四楼使用功能变化，导致楼层结构、荷载发生改变。经设计和计算，需对开孔周边的钢筋混凝土楼板、梁、柱进行碳纤维加固。而根据商场的实际经营情况，在进行粘贴碳纤维布加固工程中，采取局部封闭，不影响一～三层市场的正常营业。
一、 本工程使用由瑞士Sika公司生产的SikaWrap-301C碳纤维布和Sikadur-330浸渍树脂，它们的主要技术参数分别为：
1、 SikaWrap-301C碳纤维布：
单位面积重量300g/m2±5％
纤维布设计厚度0.17mm（基于含碳总量）
纤维拉伸强度4900N/mm2（额定）
纤维拉伸模量E230.000N/mm2（额定）
纤维布长度50m/卷
纤维宽度500mm
2、 Sikadur-330浸渍树脂
颜 色组份A：白色，组份B：灰色
拉伸强度固化：＋230C下，7天：30N/mm2
弯曲模量E 固化：＋230C下，7天：3800N/mm2
密度（200C）1.31kg/L（组份A＋B混合）
二、 施工流程与现场施工方法
碳纤维加固施工流程为：混凝土基底修补、打磨处理涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理涂涮浸渍树脂粘贴碳纤维布表面进行防护处理。
3、1混凝土基底修补、打磨处理
（1）表面裂缝及孔洞处理。采用碳纤维胶粘结剂进行修补充密实。
（2）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净、对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分，用专用黏结进行修补、复原。
（3）将构件表面沿碳纤维粘贴结合面打磨平整，要求平整度应达到5mm/m，保证修复后的段差要尽量平顺；棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径须≥20mm。
（4）结构或构件表面打磨后，用压缩空气将表面灰尘和杂物清理掉，清洗残留粉尘，并使表面充分干燥。
3、2涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理
（1）用滚筒刷均匀地将底层涂料刷于混凝土表面，指触干燥后才能进行下一道工序的施工。底层涂料指触干燥或固化后，表面上的凸起部分要用砂布或角磨机磨平并清洗去尘。
（2）构件表面凹陷部位应用粘结剂填平，内角（段差、起拱等）要用粘结剂填补，使之平顺。腻子涂刮后，表面仍在的凹凸糙纹的，应再用砂纸打磨平整。
3．3涂刷浸渍树脂
把浸渍树脂按规定的比例称量准确，装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。
3．4粘贴碳纤维布
（1）按设计尺寸裁减碳纤维布，纤维顺长方向碳纤维布的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结剂，在碳纤维布宽度方向不需要搭接。
（2）将裁剪好的碳纤维织物敷在涂好粘结剂的基层上，贴碳纤维布前用滚简刷均匀地涂抹粘贴用粘贴剂，称为下涂。贴碳纤维布时，在碳纤维布和树脂之间尽量不要有空气。可用特制滚简沿着纤维方向在碳纤维布上滚压多次，使树脂渗浸进纤维中并挤除气泡。滚压时要小心操作，不得损伤碳纤维布。
（3）碳纤维布粘贴施工完毕30分钟后，在用滚简刷在表面均匀涂抹粘贴用粘结剂，使粘结剂能充分渗透到碳纤维里面，称为上涂。
（4）第二层碳纤维布粘贴则重复一层步骤，并保证底层粘贴的碳纤维布上涂黏结剂已指触干燥，才能粘贴第二层。
（5）第二层碳纤维织物的表面应均匀涂抹一道粘结剂应涂刷均匀、周边整齐。
粘贴碳纤维布，按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146:2003的要求进行操作。
3．5表面进行防护处理
碳纤维布施工后，按设计要求做表面防护，要保证防护材料与碳纤维布之间有可靠的粘结（要求粘结材料的正拉粘结强度满足设计要求）。加固完成后按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》相关规定进行检验及验收。
该工程于2009年7月动工，在不影响市场的正常营业情况下，于2009年9月顺利的完成了楼宇加固改造工程，并已验收合格。
通过本工程实例，碳纤维布加固技术特点总结如下：
1、抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍，可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能。
2、自身重量轻，不增加加固构件的体积和自重，不影响建筑物的使用功能。
3、耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
4、施工方便快捷、表面恢复处理方便，省力节时、施工质量易于保证。
5、适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固，并且不受建筑物的造型限制。
当然，在碳纤维布加固工程中，我们还应注意以下几点：
1、碳纤维布材料导电性能强、防火性能差，所以施工过程中，一定要做好现场的防火、防电工作，避免造成不必要的损失。
2、因为碳纤维材料的应用日益广泛，内地各种生产厂家也不断增加，生产出来的产品也良莠不齐，所以我们在使用材料时，一定要根据设计院所提供的对碳纤维布的技术指标，选择经过国家检测机构检测合格、符合设计要求的产品。
3、碳纤维布起到结构补强的关键在于它与原有建筑的粘结上，高强度粘结剂的质量直接影响到加固工程的安全，而且不同厂家的粘结剂还存在着与碳纤维布是否适配的问题。所以，我们在选择材料时一定要选择，由专业检测机构认定的适配性检测合格的产品。
碳纤维布范文2
关键词：碳纤维材料; 加固;
Abstract：This paper is based on the analysis of the application status and research status of CFRP reinforcement technology using on the old bridge at home and abroad . Introduce the advantages and disadvantages of the CFRP reinforcement technology using on the old bridge . And demonstrate the feasible of the CFRP reinforcement technology using on the old bridge .
Key words： Carbon fibre material; Reinforce;
中图分类号：TV223文献标识码： A 文章编号：
桥梁是我国公路交通工程的重要组成部分，在我国交通事业发展中有着不可替代的作用。随着近年来我国交通事业的蓬勃发展，车流量、车辆承载力都出现迅速的增加，对桥梁的承载能力要求越来越高。另外随着桥梁使用年限的增加，桥梁结构在使用期间，由于车辆荷载、碰撞、日照以及各种环境因素的影响，会导致混凝土脱落、钢筋锈蚀，从而导致桥梁的承载能力会产生一定的降低。并且，随着桥梁结构使用时间的增加，大量的混凝土桥梁进入老化期，这对桥梁结构的安全性、耐久性以及舒适性都产生很大的影响。这就促使我们对旧桥在其使用阶段要注意对其进行检测，并进行必要的加固处理以保证行车安全。
1 碳纤维布加固技术
碳纤维之所以被如此重视，是因为它“外柔内刚”。碳纤维质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁。并且具有耐腐蚀、高模量的特性。碳纤维既有碳材料“硬”的固有本征，又兼备纺织纤维“柔”的可加工性。在国防、军工和民用方面都是重要的物资。这些优越的性能，使它成为高新技术纤维领域颇受关注的品种之一。碳纤维材料开始应用于混凝土加固维修始于八十年代末期。首先是在日本、美国等国家进行使用，我国是在1996-1997年开始对碳纤维增强复合材料加固混凝土结构技术进行研究的，并于1998年开始了实际工程的应用，但该技术用于公路桥梁的加固维修还是最近几年才开始的，但是碳纤维加固技术在我国发展迅速。通过国内学者数年的努力，粘贴碳纤维片加固设计、施工规程己经编制完成并进入报批阶段。。
碳纤维布因其重量轻、厚度小、裁剪方便、承载力强等优点，在桥梁加固中尤其达到青睐，尤其是它的质量较轻，在一些承载能力较低的旧桥中，增加的恒载较小，而承载能力能得到很大的提高，这些优点，使碳纤维布加固技术在近年得到了较大的发展。
碳纤维加固技术是将碳纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树脂类材料把碳纤维布材或板材粘贴于混凝土结构或构件表面，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。
2 碳纤维加固技术的优点
(l) 施工方便、工效高。据统计, 粘接碳纤维加固技术比粘钢加固快3-5倍。并且由于其抗剪能力较低，在进行切割时，不需要使用大型工具，大大降低了施工难度；并且由于碳纤维加固技术与钢板加固技术相比，不需要使用锚固器械，降低了施工工期，并且由于其不需锚固，在进行加固过程中不会对旧桥产生新的损伤，保证了旧桥的承载能力不会降低。并且由于碳纤维布很薄，在进行桥梁加固之后几乎不对桥梁就够的厚度产生影响，这对于城市内的景观桥梁的加固有着重要意义。
(2) 碳纤维布具有极佳的耐腐蚀性能及耐温性能, 且适用面广, 无论是结构类型、结构形状有什么千差万别, 它都能达到使用要求，满足加固技术的要求。而其他加固手段是无法实现的。
(3) 施工质童易保证, 即使被加固结构的表面不是非常平整, 粘接碳纤维加固也可以保证近100% 的粘贴率。由于碳纤维自身优异的物理力学性能, 在加固混凝土结构中利用其高强度高弹性模量的特点, 提高了构件的承载力等。以上这些优势使其加固达到高强高效的目的. 对于抗震加固等尤其具有重要意义, 粘接碳纤维加固棍凝土结构的优势非常明显。
3 碳纤维加固施工工艺
碳纤维加固技术的工艺流程: 对被粘接结构物进行表面处理一进行断面修复一底层表面的涂布一不平面修整一碳纤维贴片施工一固化一表面涂装。
施工的工序与步骤视结构劣化状况不同而有所差别, 一般情况介绍如下:
( l) 首先对于要加固部位进行表面处理：先用砂轮机将要加固结构部位的表面进行处理，使之符合要求, 其中如果有缺陷要修复平整, 若有漏水现象要作止水、导水等处理。总之, 加固部位表面的处理情况直接关系到加固结构的承载力。
(2) 配制底层用胶并进行涂抹, 根据加固桥梁所处位置的气温及加固部位的具体情况决定涂抹的厚薄,特别是冬季, 在气温低于5 ℃时不宜施工，另外在雨天也要尽量避免施工。当底层胶固化后, 用磨平机将凸起不平处磨平, 为下道工序作好准备。现场要注意通风。
(3 )进行粘接碳纤维时, 首先根据要求剪好(或用刀割)所需尺寸, 为了保管等方便,一般以2m长为适。再进行配制胶液, 一次配胶要以可使用期内施工所需盆为限。最后进行粘贴, 粘贴时尽量不使空气进人粘接碳纤维片和胶枯剂之间, 碳纤维片搭接处要预留1 o c m 以上。贴好一层最好放置数小时, 以达到脱泡、浸润的效果。随着结构胶粘剂反应使粘度增高至固化, 再涂第二层时就可达到良好的效果, 固化好后根据要求进行表面涂装, 完成施工。
4 碳纤维加固技术存在不足
（1）碳纤维加固材料虽然其本身的承载能力较强，但是其需要通过一定的粘合材料与桥梁结构进行连接，因此其粘结材料的强度对其加固能力有很大的影响。目前碳纤维加固技术中使用的结构粘合剂熔点低，施工期间受潮湿环境限制，目前国内用的粘合剂多数都是环氧树脂类，此种粘合剂在温度达到60℃时强度开始降低，在80℃时基本失效，所以在耐高温性能方面不足，需要进行特殊的防火处理，且在温度低于5℃时胶固化效果不好，尤其在冬季施工期间必须做加温处理才能固化，很费时间，所以胶的质量还需改进。
(2)另外由于碳纤维属于柔性材料，虽然其承载能力很强，但是在加固特殊构件部位时还存在一定的不足，例如十字交叉梁柱结点处梁负筋不足，此时碳纤维布无法通过核心区，锚固长度无法满足，而钢板可以通过焊接来解决。
(3)造价相对钢材比较高，等强度和钢板代换造价要高出50%-100%。
（4）碳纤维加固技术虽然在我国有了较大的发展，但是由于我国碳纤维生产技术存在一定的不足，因此我们常用的碳纤维加固材料都是通过进口实现的，这对我国碳纤维加固技术的发展有了一定的制约。我国国产的PAN 基碳纤维强度指标一般在2 000~ 2 500 MPa 之间、弹性模量在211 @ 105 MPa左右, 是有一定保证的, 但在预浸料生产及加工成品质量方面仍有较大欠缺, 均匀性也较差。同时,上述单一的性能指标也不可能满足对碳纤维材料多
碳纤维布范文3
1碳纤维布加固吊车梁的特点
在工业厂房中，吊车梁能否正常运行直接影响着生产的正常进行，尤其对于炼钢厂房，通常吊车吨位大甚至超载，而且运行频繁，使得吊车梁破损开裂现象时有发生。工业厂房钢结构吊车梁系统的破坏大多是由于疲劳引起的，而且对于炼钢厂房使用时室内温度较高等因素影响，大多数吊车梁未达到设计使用年限就发生破坏。传统的加固方式虽然有一定的加固效果(如加焊钢板或型钢)，但同时也增加了吊车梁的自重和空间利用率的下降，造成应力和刚度的重分布，通常会在焊缝部位造成应力集中，在疲劳荷载的作用下产生疲劳裂纹，造成钢吊车梁的二次疲劳损伤。由于碳纤维布因抗拉强度高、可成型性强(如在钢结构的拐角处可以很好地与钢构件进行黏结)、耐腐蚀和抗疲劳性能效果好，对钢吊车梁的加固效果比传统方法加固效果要好很多。根据不同的病害采用不同的加固方法，如在构件的受拉面粘贴碳纤维布可以提高构件的抗弯能力;在钢结构疲劳部位，通过粘贴碳纤维布可以提高剩余疲劳寿命等，碳纤维布加固钢构件的技术效果显著，立竿见影，逐渐成为专家学者研究的热点内容。
2工程难点分析和措施
2．1标准规范欠缺
鉴于粘贴碳纤维加固钢结构技术在实际工程中应用的实例有限，无现成标准、规范可循，粘贴碳纤维布加固修复钢结构是一种新工艺，与碳纤维布加固混凝土有着极大的不同，二者在黏结方式、破坏界面及方式等方面均有很大不同。所以工程进行过程中结合以往工程经验，采用边试验、边验证、边优化、边施工的过程，分别针对材料选择、黏结性能、工艺性能、十字形节点疲劳性能试验、吊车梁模型试验、结构计算分析，设计出最优的加固设计方案。
2．2工程环境恶劣
在钢结构工业建筑中，钢吊车梁是很重要的组成部分，其所处的环境复杂，例如炼钢厂房，如果停工进行加固会造成严重的经济损失，所以要在厂房正常运行的情况下进行加固施工，此时结构工作环境存在高温及粉尘，施工环境条件恶劣，对工人的体力和耐力是一个极大的考验。而且炼钢车间环境温度很高，以往的黏结材料在黏结时间和工作温度方面都无法满足要求。在进行材料选择方面，中冶建筑研究总院有限公司的马明山完成了11个批次计200组试件的材料性能试验，系统考察了几种碳纤维布加固钢结构用黏结材料本体力学性能、钢对钢拉伸剪切性能、钢与碳纤维布正拉黏结性能、疲劳性能、浸润性、固化时间、外界扰动、钢-布搭接性能等参数，最终选取适合加固钢结构工业厂房要求的黏结材料和碳纤维布［9］。
2．3施工周期短
考虑到工业建筑钢吊车梁碳纤维加固工程的特殊性，工期短，停工1d就会造成巨大的经济损失，因此对于施工工艺的要求以及人员的协调性提出了巨大的挑战，所以加固施工时，建议采用快干型黏结剂及配套施工工艺，这样可以大大缩短停产时间。
3施工方法和顺序
施工方法和施工顺序的好坏直接影响到最终的施工质量，碳纤维布加固修复钢结构采用结构黏结剂与碳纤维形成黏结构件，粘贴于钢构件表面，但是由于黏结剂的力学性能、工艺参数及操作顺序的特殊性，造成其施工流程要比其他加固方式严格。以往工程实践表明，碳纤维布加固钢结构的效果好坏，除了需要良好的黏结剂之外，更需要严格的施工方法。所以针对工业建筑吊车梁加固工程的环境特点和工期要求，传统的环氧树脂和其他已有黏结材料很难满足工程要求，要求所用的黏结剂具有固化速度快、强度高、性能稳定等特点。
3．1施工技术准备
施工前应进行系统的前期准备工作，加固后应进行加固效果的观测和评价。为此，施工前进行以下工作。1)进行碳纤维加固详细设计，确定纤维材料选型、铺贴方向、粘贴层数、剪裁等。2)根据结构工作环境及施工周期要求等进行黏结剂材料选型及配合比设计，确定合理的加固施工工艺，分别进行了配胶工艺试验、涂胶和滚压工艺试验、快干黏结剂与碳纤维布浸润性试验、碳纤维布多层铺设工艺试验、碳纤维布搭接长度试验、表面防护工艺试验、黏结剂固化温度控制试验等。3)制订施工质量验收标准及操作规程。
3．2材料选择
粘贴碳纤维布加固钢结构的技术关键问题之一就是黏结材料的性能是否满足碳纤维布与钢材的变形协调和共同工作。目前，国内碳纤维布加固钢结构的工程实例非常缺乏，也没有相关的设计规范和标准。因此，材料选择方面要围绕其固化时间、不同养护温度下的工作性能进行研究。根据研究的要求和要点，主要进行以下试验工作，最终确定适合于工业建筑吊车梁使用的黏结材料。1)不同温度下黏结材料本身力学性能试验。2)不同温度养护条件下钢对钢拉伸剪切性能试验。3)不同温度养护条件下钢与碳纤维布正拉黏结强度试验。4)不同温度养护条件下钢对钢疲劳强度性能试验。5)扰动后钢对钢拉伸剪切性能试验。6)不同温度养护条件下钢与碳纤维布搭接黏结强度性能试验。
3．3构件表面处理要求
1)构件表面需按照设计要求将粘贴碳纤维布区域打磨平整，无明显凸凹;清除需补强钢梁的表面浮尘、积灰，尤其是腹板和翼缘等构件相交和弯折处一定要打磨平滑，宜用钢丝刷仔细清理干净。2)需将构件表面氧化层全部打磨掉，露出构件本身材质，无浮漆、无残留氧化物等杂质。3)被加固构件表面应有一定粗糙度，可用砂纸对黏结区域进行打磨，打磨方向宜与粘贴碳纤维布方向呈45°角为宜。4)表面处理应控制好力度和时间，使构件露出原来材质，又不过度损伤钢材。5)表面处理应在粘贴碳纤维布施工前5h内进行，构件表面处理后不宜放置太久，以免生成含水氧化层，影响黏结强度。
3．4粘贴位置定位放线
根据前述计划，对铺贴碳纤维布的区域进行画线定位。画线时，在粘贴部位画出铺设碳纤维布各条带的定位线即可。
3．5按照设计尺寸裁剪纤维布
用脱脂棉纱醮丙酮或无水酒精溶液擦洗打磨表面，晾置干燥。按照加固设计的尺寸剪裁碳纤维布(为保证施工进度，可以提前按照设计图要求的尺寸剪裁好碳纤维布，并妥善放置)，防止碳纤维布沾染灰尘。裁剪好的碳纤维布应平铺或者卷成桶状放置，不应弯折。剪裁和施工过程中严禁损伤碳纤维布。要求剪裁好的碳纤维布实际面积应不小于加固设计面积。
3．6底层材料和找平材料的涂刷
采用纤维布加固时，配置并涂刷底层树脂，均匀涂刷，待指触干燥后可进行下一工序;配置找平材料并修补损伤处，修补处应平整、无毛刺，待找平材料指触干燥后可进行下一工序。
3．7纤维布的粘贴
鉴于快干黏结剂固化速度快，7～10min即可初步固化，因此应严格控制其涂胶、滚压工艺。每施工段至少需要4人。一人负责配黏结剂，将黏结剂A，B组分混合均匀;一人负责涂浸渍树脂，将浸渍树脂涂于表面待粘贴区域;另外两人分别负责粘贴碳纤维布和刮浸渍树脂、滚压，刮浸渍树脂、滚压时应注意，须按住纤维布的一端，沿着纤维方向从一端向另一端刮涂、滚压，以使浸渍树脂充分浸润碳纤维布，并且赶走胶层中的气泡，使胶层均匀。不可来回错动，造成纤维丝束松散扭曲，不利于复合材料的荷载传递。刮涂力度以使碳纤维布端头溢出一定量的胶液为宜，但胶瘤不宜过大。此过程中应保持碳纤维布平整，注意不要使碳纤维布出现抽丝、扯离现象;应用此工艺需注意，一定要掌握好配浸渍树脂的量，不应一次性大量配黏结剂，以免其大量放热，固化加快。涂浸渍树脂后应在2min以内铺设纤维布，纤维布铺设完成后，应在3～4min内对铺设完成的纤维布表面再涂刷浸渍树脂。如果出现胶层空白，则需要补浸渍树脂，然后再加压粘贴，胶层厚度宜控制在0．3～0．8mm。称取胶液时应根据施工进度、固化温度确定用胶量，一次不能称取大量胶液。涂胶的场所应明亮干燥，灰尘尽量少。涂胶过程中，称取各组分的工具不能混用，涂胶的工具也不能接触盛胶容器中未用的各组分。应严格控制各组分的比例，相对误差控制在5%以内。当多层铺设时，应按设计顺序和方向黏结，使各层粘贴方向与主应力方向一致，在最后一层纤维布的表面均匀涂刷浸渍树脂。第1层铺设完毕后，为了使2层之间更好的黏结，应在第1层浸渍树脂固化以前进行下一层布的粘贴。粘贴过程中注意，不应使第1层布发生错动。用滚轮沿着纤维方向进行滚压，使2层布充分黏结。碳纤维布搭接处，顺纤维受力方向搭接长度不应小于200mm，搭接区域不宜出现空鼓、凸起、凹陷等缺陷，否则应对缺陷进行修补。在粘贴碳纤维布和固化过程中，环境温度宜控制在50℃以下。
3．8表面防护要求
参考常规碳纤维布加固结构技术的要求和一般经验，考虑环境的特殊性，粘贴完碳纤维布，应在黏结剂固化后进行表面修整及防护处理，刮掉多余的胶液、涂刷防护材料。在后续施工过程中，应避免胶层受到冲击和剥离，保证碳纤维增强复合材料与钢构件之间有可靠的黏结。为了延长碳纤维复合材料的使用寿命，防止在高温环境下对黏结剂的有效黏结产生影响，在粘贴碳纤维后2h内应在碳纤维布的外部涂刷防护材料，并安装设置防火隔热板。防护材料的涂刷工艺按施工工艺和要求进行。
4施工检验和验收
4．1原材料检验
对FRP、结构胶粘剂等原材料宜按工程用量一次进场到位。进场时，应会同监理单位对产品合格证、产品质量出厂检验报告和包装完整性进行检查。同时，应对产品的安全性能进行见证抽样复检。
4．2过程质量检查与控制
采用碳纤维布及配套树脂类黏结材料对钢结构进行加固修复时，上一道工序经检查合格后，方可进行下一道工序施工。施工质量不能满足要求时，应立即采取补救措施或返工。施工过程中，应有专门人员负责质量检查并做详细记录。
4．3尺寸偏差及黏结质量检验
碳纤维布加固钢结构吊车梁时，应严格按照设计尺寸进行粘贴加固，粘贴位置偏差相对设计值≤10mm。对于黏结质量的验收多采用锤击法或其他有效探测法进行检查，总有效面积不应小于总黏结面积的95%。若单个空鼓面积≤2500mm2，建议采用针管注胶法对空鼓部位进行修补;若单个空鼓面积＞2500mm2，应将空鼓处的碳纤维布割除，重新搭接并粘贴等量碳纤维布。重新粘贴时，其每端的搭接长度不应小于200mm。
4．4碳纤维布加固修复钢结构工程验收应具备以下基本资料
工程概况及钢结构鉴定或评估报告;设计文件;施工资料，包括施工组织设计、施工工艺及过程质量控制记录、隐蔽验收记录、材料和工程量统计、加固修复后图纸等;监理资料、过程控制记录;原材料检验报告、现场质量检验报告等。
5结语
碳纤维布范文4
关键词：碳纤维布；加固混凝土；施工方法
碳纤维布加固技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。本加固工程为某铝业公司露天钢筋混凝土排架结构。长220m，宽58.6m,柱距6m，跨距29.1m，共两跨。本工程分两期建成，第一期有**设计院于1967年设计，共17个柱距，处于南侧，第二期有**设计院于1979年设计20个柱距，处于北侧。每跨设有Q16T，LK=28.5m抓斗式起重机两台。该工程已停用2年多，现根据生产需要新增两台吊车，在北侧运行。因一期工程接近50年使用寿命，二期也已扩建34年，根据外观检查框架梁已遭到破坏，保护层混凝土开裂、剥落；钢筋锈蚀，受力截面削弱，危及结构安全，影响新增两台设备安全使用。经建设单位、设计单位、加固公司等单位专家一起进行分析比较，选择粘贴碳纤维布进行加固，防止大梁的过度变形，延长梁的使用寿命。
1碳纤维布加固框架梁方案的确定
1.1 碳纤维布加固的前提
首先，利用回弹法对框架梁混凝土进行强度检测，以供加固参考。经检测，混凝土的实际强度约为C30。根据设计图纸及现场混凝土、钢筋的受损情况，考虑提高框架梁的抗拉强度等级，碳纤维布分两层粘贴在框架梁的底面及两侧，加固后，增加了原受拉钢筋面积，弥补了因原钢筋锈蚀而造成的截面削减，构件的承载力得到加强，可以满足使用要求。
1.2碳纤维布的设计
在受弯加固时，应使碳纤维片材的纤维方向与受拉区的拉应力方向一致。因梁底宽度为300mm，碳纤维布的宽度为300mm，由中心向两侧粘贴刚好满足两侧粘贴150mm的要求。四块分两层粘贴在梁底；再粘贴100mm宽的两层碳纤维布“U”形箍；框架梁两侧面上边缘各粘贴三根100mm宽的碳纤维布条固定碳纤维布“U”形箍，间距200mm。值得注意的是，使用碳纤维进行加固时，具体粘贴层数要通过计算确定，考虑到各层的共同工作系数，抗疲劳的能力和避免脆性破坏，一般不宜超过5层。另外，从受力性能角度而言，单层优于多层，窄幅优于宽幅；必要时纵向可以搭接，搭接长度不能少于100mm。
1.3配套树脂粘结材料的设计
碳纤维粘贴胶粘剂应为专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，性能要求为A级胶。胶粘剂分为底胶和粘贴胶，分别有对应A和B胶按照比例配制而成。底胶应与粘贴胶相适配，安全性能指标应符合《混凝土结构加固设计规范》相关规定要求。底胶作用是增强表面混凝土与找平材料或粘结树脂界面的粘结强度；粘结胶是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，其作用是使碳纤维布与混凝土得到充分的粘结，使其共同承受结构的作用。
2施工准备
2.1 主要材料：底胶、粘贴胶、碳纤维布。
2.2 辅助材料：低速搅拌器、专用滚筒、角向磨光机、剪刀、凿子、刮板、吹风机、榔头、量具等。
2.3搭设脚手架： 按安全规程要求搭设好脚手架，高度以满足施工要求和施工方便。
3施工程序
表面处理修补找平定位、下料胶料配制粘贴碳纤维布表面防护检验、验收。
4施工方法
4.1表面处理
被加固的框架梁混凝土保护层部分疏松，应清除直至露出结构层；清理加固部位表层灰尘等污物。
4.2修补、找平
局部裂纹、蜂窝用环氧砂浆修补表层修复平整。平整度应达到4mm；框架梁节点转角粘贴处须打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm。表面打磨后用水清洗干净，并用吹风机吹净。
4.3定位、下料
对加固部位进行现场测量，做好记录；根据记录裁剪碳纤维布。
4.4胶料配制
按产品使用说明书中的要求，称量相应比例的A、B两组胶料，按规定比例分别搅拌，混入后再充分搅拌。
4.5粘贴碳纤维布
将配制好的粘结胶均匀涂抹在加固部位的混凝土面层；铺贴碳纤维布，并用滚筒沿碳纤维布纤维方向多次滚压，使粘结胶充分浸透到纤维中。等胶固化后（以指触干燥为准），再进行下一层粘贴碳纤维布的施工。
4.6表面防护
在粘贴好的碳纤维布最后一层后，再均匀涂抹一道粘结胶，在上面均匀地撒上干净的中砂，待粘结胶固化后做抹灰保护。
4.7检验
检验贯穿于整个施工过程。首先，施工材料进场时，必须有碳纤维布及其配套树脂胶生产厂家所提供的材料检验报告、合格证等资料。验收以企业标准为验收依据。其次，每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。最后，现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实的现象应采用针管注胶（浸渍树脂）的方法进行补救，粘结面积若少于90％则判定粘结无效，需重新施工。
5施工过程中的注意事项
5.1凹凸不平加固部位应用补强砂浆找平；有段差、转角加固部位应抹成平滑曲面，转角应成圆弧状，半径不小于20mm。
5.2胶料应严格按产品说明书比例配制，调胶使用的工具应为低速搅拌器，搅拌应充分均匀，配制搅拌后的胶料应无沉淀、色差、气泡，并应防止灰尘等杂质混入胶料。
5.3按设计要求裁剪碳纤维布，不得损伤横向织物面，涂抹粘结胶应均匀，铺贴应平整无气泡。
5.4粘贴完工经固化后，进行检验。密实度可用小锤敲击构件粘贴表面，通过不同声音判别密实情况。密实度应达到相关规定，否则应重新修补后再检验。
5.5严格控制施工现场的温度和湿度，冬季施工要有可靠的技术措施保证。气温在5℃以下、相对湿度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时，无有效措施不得施工。
5.6大面积粘贴前需先做样板，待有关各方面验证后，再大面积施工。对于碳纤维布粘贴面积在1000m2 以上的工程为检验其加固效果应与建设单位、设计单位协商进行荷载试验，其结构的变形等各项指标均应满足国家规范规定及使用要求。
5.7由于碳纤维片为电的良导体，应使其远离电源。
5.8施工用的各种树脂远离明火，并避免阳光直射。
5.9施工及检查人员应穿防护工作服，配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品。脚手架要有足够的安全性，高空作业必须配戴安全带。
5.10施工现场通风状况良好。当树脂粘附在皮肤上时，应立即用肥皂水冲洗，溅入眼内用清水清洗或及时就医。
6结语
碳纤维布范文5
关键词：碳纤维布施工方法 强度测试
Abstract ：Due to the construction component due to damage or function change， Structure on the load change, the only component for further reinforcement in order to meet the using demand of the structure. Carbon fiber cloth because of light weight, high strength。wear-resistant and corrosion resistant performance is good and is widely used. Will focus on the analysis of the carbon fiber cloth are introduced technology and the strength and reliability of the structure after reinforcement, in order to promote the carbon fiber cloth in the practical engineering application.
Key words: carbon fiber cloth, construction method of strength test
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
引言：钢筋混凝土结构目前仍是我国建筑行业的首要选择，而人为方式或自然原因将会导致其强度下降，不能满足人们的生产生活需要,所以加固补强受损构件成为势在必行的趋势，而碳纤维布在不改变结构外观条件的前提条件下，综合各种优势使其在新型加固材料领域得到了广泛应用。本文将结合具体实验具体阐述加固工艺，并且对加固后强度进行全面分析。
1 碳纤维布加固技术的设计原则
碳纤维布虽然具有许多优点，但是仍存在一定的适用范围和使用条件，如果盲目采用加固技术，不但会产生不经济，不合理的加固方案，甚至产生不确定因素而引起巨大危害，所以使用碳纤维布也要遵循一定的设计原则。
（1）被加固构件的最小截面尺寸，受压区高度和配筋率必须满足相关的规范要求。根据（混凝土结构设计规范）GB-50010-2002第7.5.10条规定，被加固构件必须满足式（1）的要求：
即剪应力截面设计要求：
（2）当混凝土抗剪强度较低时，应适当增加碳纤维布的粘贴张数，但不宜多于三张，以避免碳纤维布与混凝土发生剥离。
（3）碳纤维材料强度的设计方法要考虑碳纤维材料与被加固构件中受拉钢筋的变形协调，当受压边缘混凝土达到极限压应变时，取受拉钢筋的极限变形状态时碳纤维材料受拉应力作为碳纤维材料的强度设计要求，即
各符号见（混凝土结构设计规范）GB-50010-2002中规定
（4）被加固构件的混凝土强度不宜过低，强度等级不宜小于C15，否则会发生显著地脆性剥离破坏。
（5）碳纤维布沿受力方向发生弯折时，转角处会出现应力集中而使碳纤维折断，所以在转角处要平缓过渡，其曲率半径不应小于20mm。
（6）碳纤维在端部的自然锚固长度不应小于（）mm
2试件加固和实验：
（1）试件为预制的矩形截面钢筋混凝土适筋粱，设计的混凝土强度为C20，截面尺寸为=120180,跨度2800，净跨2600，纵筋为2Φ12，架立钢筋为2Φ8，箍筋为2Ф6.5@100，纯弯曲段不配箍筋，保护层厚度为25,试件的混凝土强度等级为C20，弹性模量为,泊松比为0.2。
（2）碳纤维布及粘接材料的各项物理性能指标：
碳纤维布各项物理力学性能
粘接材料的各项物理力学性能
（3）试件加载：
本实验采用两点对称加载方式，加载点距支座的距离为900，由分配梁来实现，在受拉混凝土未开裂前，每级加载为3,开裂后，每级加载为6，且每施加完一级荷载，稳定35分钟，记录一次数据。加载图示如图1所示。本实验制作 4组试件，试验梁的编号及配布情况如表4所示。
表4 试验梁的编号及配布情况
3加固施工步骤：
（1）混凝土表面处理:清除需要加固表面的剥落，松散，蜂窝，腐蚀的劣化混凝土，将混凝土结构层暴露出来，混凝土的表面要打磨平整，转角处要打磨成光滑的圆弧。并用修复材料将表面修复平整。
（2）裂缝处理：用刷子和吹风机等工具清除清理表面时残留的灰尘和松散物。用JN-F封口胶封口。
（3）转角处理：用砂轮或砂纸将倒角处理，以保证碳纤维布在转角处平缓过渡，并将粉尘完全吹净。
2涂胶，找平：按3:1的比重采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面干燥到完全固化进行下一个施工工序，保证粘贴效果最好，即在施工现场通过手指触摸树脂表面有凝胶的感觉，但不会粘附树脂的状态，尽快进行下一工序的施工。
3找平：用找平材料填补平整混凝土表面凹陷部位。不应有棱角，转角处用找平材料修理为光滑的圆弧。
4涂刷浸渍树脂或粘贴树脂：按设计要求裁剪碳纤维布，将浸渍好的树脂均匀涂抹于粘贴位置，将碳纤维布用手轻压粘贴于需要粘贴的位置。采用专门的滚筒顺纤维方向多次滚压将气泡排出，使树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布，多层树脂粘贴重复上述步骤，并在碳纤维表面的浸渍树脂干燥后进行下一次粘贴。
4实验结果：
实验结果计算：采用下面理论公式进行实验结果的计算分析，并将计算结果列入表中：
实验结果的对比分析：
实验结论：碳纤维布能在一定条件下提高钢筋混凝土梁的承载力，对于一些受损构件可以采用碳纤维布加固以加强其承载能力，在适当条件下可以作为加固材料对受损的建筑物或构筑物实施加固补强，延长建筑物的使用时间和使用寿命，减缓建筑垃圾的产生，节约资源和避免资金浪费。
结论参考文献：[1】《混凝土结构设计规范》(GBJIO一89)
[2] 岳清瑞，叶列平，罗苓隆，等．CECS 146：2003碳纤维片材加固
修复混凝土结构技术规程[S]．北京：中国计划出版社，2003
[3]王永维．我国建筑物鉴定与加固改造技术现状与展望—— 建筑物鉴定与加固改造第五届全国学术讨论会文集(I-册)Ec]． 汕头：汕头大学出版社，2000．1-6．
[4] 娄宇，王红庆，李如白．碳纤维加固技术及其工程应
碳纤维布范文6
关键词：碳纤维布；钢筋锈蚀；粘结强度
Abstract: of the CFRP reinforced steel and concrete binding properties of the pull-out tests, accelerated by electrochemical corrosion of reinforcement corrosion method, the steel corrosion rate is 0% ~ 13.1%, the rate and steel corrosion of carbon fibre reinforced the influence of bond, the experimental results show that: the same rebar corrosion rate, under the condition of carbon fiber cloth significantly improve steel and concrete felt, specimens of carbon fibre reinforced steel pull out the damage happened, and no carbon fibre reinforced concrete specimens happen fracturing.
Keywords: carbon fiber cloth; Corrosion of reinforcement; Bond strength
中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：
0引言
钢筋与混凝土的粘结力是其能够共同工作的关键点，但是钢筋混凝土结构在其使用过程中混凝土中钢筋容易发生锈蚀，钢筋锈蚀使得钢筋截面减小，降低了钢筋的力学性能，钢筋表面产生的锈蚀产物，其体积膨胀使得混凝土保护层产生顺筋裂缝，从而降低钢筋混凝土结构的使用性能和寿命，从而各种各样的加固修复技术应用于锈蚀钢筋混凝土结构来提高其承载力，例如加大截面加固法，预应力加固法，粘钢加固法和外包钢加固等，但是这些技术存在施工技术要求较高，钢材易锈蚀、劳动强度大和对结构形成损伤等缺点，加固效果有时难以达到设计要求，但是碳纤维布具有轻质高强、耐腐蚀、易施工和耐疲劳等优点，在钢筋混凝土结构加固和修复中有着广泛的应用。
国内外学者对碳纤维布加固锈蚀钢筋混凝土梁的承载力进行了初步的研究，研究结果表明：碳纤维布加固能够显著提高钢筋混凝土梁的承载力。本文通过10个试件的钢筋拔出试验研究了碳纤维布对钢筋与混凝土粘结性能的影响，探讨了钢筋锈蚀率对碳纤维布加固效果的影响和破坏模式，为目前钢筋混凝土结构的耐久性和评估和鉴定提供依据。
1.试验研究
1.1 试件设计
按照混凝土结构试验方法的标准，设计试件尺寸为100mm×100mm×100mm，钢筋直径为14mm，浇筑于长方体的中心位置，钢筋设计粘结长度为50mm，钢筋无粘结部分均用环氧树脂涂层，在试件的一端位置，采取塑料套管包裹钢筋，试件的具体尺寸如图1所示，采用混凝土材料为42.5级普通硅酸盐水泥、天然中砂和粒径小于16mm的碎石，混凝土配合比为水泥:水:砂:石=1:0.42:1.58:2.18，并预留混凝土立方体试件，标准养护28天后，实测混凝土立方体平均抗压强度为51.5MPa，碳纤维布厚度为0.167mm，抗拉强度为4532MPa，弹性模量2.5×105MPa，伸长率为1.7%。
图1 试件尺寸（mm）
1.2 钢筋锈蚀
采用电化学加速锈蚀的方法进行钢筋锈蚀，钢筋的理论锈蚀率设定为0%，3%，6%，9%和15%，采用法拉第定律进行计算，如式（1）所示，钢筋在通电锈蚀前，将钢筋混凝土试件放入5%的氯化钠溶液中2天，使得氯化钠溶液能够渗透到钢筋表面，钢筋通电锈蚀过程中，每一组锈蚀率试件进行串联通电，保证相同钢筋锈蚀率，试件加载完成后，将钢筋从试件中取出，按照锈蚀前后钢筋的质量损失率计算钢筋的实际锈蚀率。
（1）
式中，式中： 为阳极金属的质量损失（g）； 为铁的摩尔质量（ ）； 为锈蚀电流强度（ ）； 为锈蚀持续时间（ ）； 为阳极反应电极化学价（铁为 ）； 为法拉第常数（ ）。
1.3 碳纤维布加固和加载
当钢筋锈蚀率达到设计值时，将试件取出并进行晾干，对每一组锈蚀率的其中一个试件进行碳纤维布加固，所有碳纤维布加固试件养护完成后，在万能试验机进行加载测试。
2 试验结果和分析
2.1 碳纤维布对粘结力的影响
如表1所示，对于无碳纤维布加固的试件，当钢筋锈蚀率低于2.6%时，钢筋与混凝土的粘结力稍微提高，其原因是钢筋的锈蚀填充了钢筋与混凝土的缝隙，增加了混凝土的对钢筋的摩擦力；而后，随着钢筋锈蚀的增加，粘结力急剧下降；在相近的钢筋锈蚀率下，碳纤维布加固的试件，其粘结力显著提高，主要因为碳纤维布约束了混凝土裂缝的开展，对混凝土周围产生挤压力，提高了其粘结力。
2.2 碳纤维布对破坏状态的影响
对于无碳纤维布加固的试件，试件发生混凝土劈裂破坏，主要原因是在钢筋拔出过程中，变形肋对周围混凝土产生斜向挤压力，斜向挤压力使得混凝土中产生环向拉力，当拉力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土保护层产生劈裂裂缝，其粘结力同样急剧降低。
对于碳纤维布加固的试件，试件发生钢筋拔出破坏，主要原因碳纤维布在钢筋拔出过程中，限制了混凝土的应变，约束了钢筋周围混凝土裂缝的开展和延伸，因此，钢筋从试件中拔出。
表1试验结果
3.结论
（1）对于无碳纤维布加固试件，当钢筋锈蚀率低于2.6%时，其粘结力提高，而后随着钢筋锈蚀的增加，其粘结力显著降低，但是对于碳纤维布加固试件，相同钢筋锈蚀率的条件下，其粘结力显著提高。
（2）碳纤维布加固试件改变了试件破坏状态，碳纤维布加固试件发生钢筋拔出破坏，而无碳纤维布加固试件发生混凝土劈裂破坏。
参考文献
[1]Buyukozturk O，Heating B．Failure behaviour of pre-cracked concrete beams retrofitted with FRP[J]．Joumal of Composites for Construction，ASCE，1998，2(3)：138-144.
[2] Arduini M，Nanni A．Behavior of Pre—Cracked RC Beams Strengthened witll Carbon FRP Sheets[J]．Journal of Composites for Construction，ASCE，1997，1(2)：63-70.
[3]李松辉，王松根等．碳纤维片加固钢筋混凝土简支梁桥对比性试验研究[J]．公路交通科技，2003，20(3)：80-83.
作者简介：仲济波（1977-），男，江苏镇江人，本科，中级职称，研究方向：钢筋混凝土