关于碳纤维布粘贴工艺在结构补强中应用

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1、关于碳纤维布粘贴工艺在结构补强中应用【摘要】碳纤维布其材料轻质高强、抗腐蚀、耐老化、耐热性、疲劳强度高。施工后保持结构原状，外形美观，施工简便、快捷。碳纤维加固技术作为一种新兴的、技术含量高的加固技术，具有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益。【关键词】碳纤维布；比强度；劣化层；基底处理；底层涂料；环氧腻子随着建筑业的发展，原有的房屋、桥梁、特别是大型的基础设施工程在使用一段时间又未到使用年限，出现了老化和破损等病害，不得不进行加固和修复的方式。目前，一种新兴的加固技术碳纤维复合材料（CarbonFiberRe

2、inforcedPlastic,简称CFRP）加固修补混凝土结构技术，正在推广应用。一、特点碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。它的比重小于钢的1/4;碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7〜9倍；抗拉弹性模量23000〜43000Mpa，也高于钢。材料的比强度（即材料的强度与其密度之比）愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大，碳纤维的比强度为2000Mpa/（g/cm3）以上，而A3钢的比强度为59Mpa/（

3、g/cm3）左右；其比模量也比钢高。碳纤维布复合材料是一种质轻、柔软、抗拉强度好、刚度大、疲劳强度高等力学性能优异的新材料，施工操作简易、方便。二、使用范E碳纤维复合材料目前主要应用于各种结构类型（如建筑物、构筑物、桥梁、隧道、涵洞等）、各种结构形状（如矩形、圆形、曲面结构）、各种结构部位（如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等）的加固补修，而且不改变结构形状及不影响结果的外观，尤其对于大型土木工程结构，采用碳纤维加固法效果比较好。本文主要对碳纤维复合材料施工工艺作详细的分析探讨，希望对从事结构补强的同仁有所帮助。三、

4、工艺流程（一）碳纤维布及粘贴胶材质要求碳纤维布粘贴在混凝土上，碳纤维布、粘接胶、混凝土三者能够共同工作、一起受力，胶体本身不会被拉断，破纤维布与混凝土之间的胶层也不致被拉脱，应选用受拉弹性模量高，与混凝土的正拉粘结强度好的浸渍用胶粘剂。碳纤维布采用优质的单向的0.167mm厚（300g/m2）。粘贴碳纤维布主要材料技术指标应满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/TJ22-2008)第4.6.2条的要求(见表)。碳纤维浸渍、粘贴用胶黏剂的安全性能指标(二)理解设计文件意获得设计文件后，熟读设计文件，理解设计意图，从

5、设计文件中了解加固结构类型及其特点，拟定施工时的重点、难点及其注意事项。(三)粘贴碳纤维布施工工艺根据设计文件内容，现场校对结构病害，并将病害用有色粉笔从结构体中进行标注。根据设计文件进行初步的施工放线后，再进行构件基鹿处理(打磨)一一涂刷底层涂料__环氧腻子修补粘贴碳纤维片表面防护。1、基底处理(1)底层混凝土表面的劣化层底层混凝土表面的劣化层(如：风化、浮浆、剥离的原浆、涂抹、不洁物等)要彻底踢打清除，并用环氧砂浆修补复原;(2)混凝土表面缺陷部分，打磨掉浮浆部分，用环氧砂浆修补复原;(3)表面的凸出部分要用

6、角向砂轮磨平，用环氧砂浆修补复原;(4)根据设计文件放出的施工线进行整体打磨至结构层，要求表面平整后，用吹风机、棉纱、酒精或水等清除掉磨粉，并使其干燥。2、涂刷底层涂料按比例将称量好的底层涂料的主剂和固化剂放入容器内均匀搅拌。一次调和量在可使用时间内用完，超过可使用时间不能再用。特别注意：严禁在涂料中添加溶剂，含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用。用滚筒刷均匀地涂抹底层涂料，养护3小时一24小时，以指触干燥为准。底层涂料固化后，在表面上有凸起部分时，要用砂纸磨光。磨光后若露出混凝土表面，应再补涂底层涂料。当

7、气温在5°C以下、相对湿度RH>85%，混凝土表面含水率在8%以上，不能施工，要了解施工部位的温度、湿度，根据其变化选择适当的涂料。3、环氧腻子修补配置环氧腻子时，按规定的主剂与固化剂的比例进行配料，且一次调和量在可使用时间内用完，表面凹陷部位（混凝土接头、模板段差、小孔）要用环氧腻子补平，刮贴环氧腻子要密实，表面顺滑无隆起或凹陷、无划痕，腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，再用砂纸打磨平整。4、粘贴碳纤维布根据设计文件要求，用刀片按规定的尺寸裁切碳纤维布，确认施工面的底层涂料、环氧腻子指触干燥。粘结树脂的主剂和固

8、化剂经称量按规定的比例装入容器，搅拌均匀，用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂（下涂层），修正不良的地方要多涂一些。按照设计文件要求将纤维布贴好，尽量使纤维布和树脂之间不要有空气。为了使空气从纤维布下逸出，可用专用工具一罗拉沿纤维方向多滚压几次。纤维布施工30分钟（根据干燥程度）后，用滚筒刷涂抹粘结树脂（上涂层）。上涂时滚筒刷沿纤维方向移动不得将已贴好的纤维布卷起。5、表面防护粘贴