桥梁加固中的碳纤维加固技术探讨.doc

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1、桥梁加固中的碳纤维加固技术探讨摘要：在桥梁加固中，碳纤维逐渐受到人们的关注。本文针对桥梁加固中的碳纤维加固技术进行了分析与探讨。关键词：桥梁；碳纤维；加固中图分类号:K928.781•碳纤维材料的基本特性碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基木材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用坏氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。1.1碳纤维片材片材碳纤维材料的拉伸强度在

2、（2400〜3400）MPaZ间，与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比，片材的拉伸强度很高。片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。相比之下，碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定，本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀，有良好的耐寒和耐热性。1.2配套树脂类粘结材料混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；油灰，用于填充整个表面空

3、隙并形成平整表曲以便使用碳纤维片材；浸渍树脂或粘结树脂，前者用于碳纤维布粘贴，后者用于碳纤维板粘贴。浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键，因此，树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，坏氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度（10〜40）摄氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就

4、可以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。2.碳纤维加固技术的基木原理及优越性2.1碳纤维加固技术的基本原理针对桥梁建筑的加固工作，对碳纤维的利用应该首先用环氧树脂进行浸泡，形成符合强片材料。然后通过环氧树脂按照受力方向进行一定的裂缝方向粘贴。当构件受到拉力负载的时候，通过纤维片的作用而保证裂缝不会沿受力方向进一步开裂。从而对建筑主体提供一定的加固作用，同时也可以保证结构的稳定性。2.2碳纤维加固技术的优越性（1）良好的化学稳定性碳纤维具有非常良好的防水性能，实际施工过程中发现，这

5、种材料在抗酸碱和方子外线方面同样具有非常出色的表现。在不同气候环境的应用过程屮，同样具有相应的优势。添加一层防火漆，则可以起到非常不错的防火效果。(2)该材料质轻、强度高碳纤维材料具有质量轻、强度高的特点，对于建筑物的整体质量具有非常重要的意义。色彩涂装较为方便的同时，还可以保证结构外部不出现明显拼接痕迹。(3)出色的力学性能碳纤维具有非常出色的力学性能。对于各种不同的结构的加固应用中都可以起到非常出色的效果。尤其是其显著的抗疲劳效果，对于工程裂缝的修补具有非常明显的效果，抗拉力试验中同样取得了让人满意的成果(4)施工工序比较简

6、单碳纤维的施工工序较为简单，在一些小型工程施工应用中，具有改变简单、工期短等特点。相关数据显示，这种材料的应用可以大程度上保证工期的缩短，同等工程量的前提下，至少可以缩短24%的工程工期。3•碳纤维加固补强的施工工艺3・1根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理3.1.1将碗构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位。检查外霧钢筋是否有锈蚀，并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原。3.1.2裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌

7、缝。3.1.3将构件表血凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角蘑成半径大于30mm的圆角。3.1.4清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。3.2底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入磴表面内）3.2.1把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放人容器内，用搅拌器拌均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准。2.2.2用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料。1.2.3底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光。3.2.4注意在气温小于5C,相对湿度大于85,殓表面含水率在8以上,有结露可能而无可靠保证措

8、施时，均不得施工。3.3环氧腻子对构件表面残缺的修补3.3.1构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平，修复至表面平整。3.3.2内角（段差、起拱等）要用环氧腻子填补使之平顺。3.4贴碳纤维片3.4.1为了防止碳纤维受损，在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程屮，严禁受弯