粘贴碳纤维布技术在桥梁工程加固中应用探究

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1、粘贴碳纤维布技术在桥梁工程加固中应用探究【摘要】粘贴碳纤维布技术，由于其质轻高强、耐腐蚀、施工简便、适应性强等特点被广泛用于隧道、桥梁、建筑物等混凝土结构的加固。碳纤维布技术在桥梁加固时基本不受条件限制，并且能够起到加固补强、增加承载力的作用，因此应用较广。本文详细阐述了粘贴碳纤维布技术在桥梁加固工程中的应用，并从施工工艺、工序等方面进行了认真分析与探讨。【关键词】桥梁碳纤维布加固碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的加固技术，主要用于对钢筋混凝土及素混凝土结构进行加固修补混凝土结构的加固与修补工程。1碳纤维布的特点11（1）材料质轻高强：抗拉强度3200～

2、3800MPa，为同截面钢材的10倍以上，比重2.0～3.0g/cm3，单层厚度0.15～0.2mm，用粘结剂将它与结构物粘贴后形成一体，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，而结构物自重的增加几乎可以忽略，能可靠地保证与原钢筋混凝土构件共同工作，获得优异的补强效果；适用面广，广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。（2）施工便捷：占用场地少，不需大型机具，没有湿作业，无需动火，无需现场固定设施，施工工效高。（3）高耐久性：不会生锈，非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用，还具有抗疲劳强度高，耐磨损、抗老

3、化等优点。2加固原理加固原理：将碳纤维布，采用高性能的碳纤维配套树脂浸渍胶粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。下面对碳纤维复合材料和粘结材料进行重点介绍：2.1碳纤维复合材料碳纤维复合材料通常有纤维合基体组成。加固砼结构用的纤维材料目前主要有三种：玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维。碳纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性，不存在屈服点或塑性区。由于碳纤维材料具有高强、轻质、耐腐蚀、耐疲劳等优异物理力学性能，以及现场施工便捷，所以是旧桥加固补强的理想材料。11加固砼构件所用的碳纤维布，是由碳纤维长丝经变制

4、而成制成的柔软片材。目前可用于旧桥结构加固的碳纤维有单向碳纤维布、单向碳纤维交织布、双向碳纤维交织布及单项压层材料等，可根据不同的结构部位和受力特性与方向等，选择相应的碳纤维布进行加固。2.2粘结材料粘结材料是性能保证碳纤维布与砼共同工作的关键，也是两者之间传力途径的薄弱环节。因此，粘结材料应有足够的刚度与强度保证碳纤维与混凝土间剪力的传递，同时应有足够的韧性，不会因混凝土开裂导致脆性粘结破坏。此外，由于旧桥加固均在野外，所以粘结材料还应能在一般气候条件下固化，且固化时间合适（一般保证有3h左右），具有适宜的流动性和粘度，固化收缩率小。粘结材料是既能将连续

5、纤维状的碳纤维结合在一起，同时又能与混凝土表面粘合的系列粘结材料。它主要包括三类材料：底层涂料、整平材料和浸渍树脂。底层涂料（底涂胶）在处理好的混凝土表面上，涂一层很薄的底层胶，既可以浸入混凝土表面，强化混凝土表面强度，又可以改进胶结性能，从而使混凝土与碳纤维布之间的粘结性得以提高。因此要求底涂料胶必须具有很低的粘度，以及与混凝土间良好的粘结性能，以便于涂刷在混凝土表面后，胶粘剂能渗入混凝土结构中。为保证性能，应尽量避免使用溶剂型胶。11整平材料（找平胶）碳纤维布只有与所加固补强的混凝土表面紧密接触，才能产生良好的补强效果。但混凝土表面的锐利突起物、错位和

6、转角部位等都可能使碳纤维布产生损伤，并引强度降低。混凝土的底层涂料至触干燥后，必须用找平胶进行找平，同时将矩形断面直角打磨后补成圆弧状。找平胶应具有优良的力学性能，以及良好的施工性能与触变性能。在施工过程中，找平胶应易于操作，且不随时间的延长出现明显的变形，同时应防止胶的滴挂。一般的普通环氧树脂的粘结强度和强韧性都达不到找平胶的要求，不应调配使用。浸渍树脂（粘结主胶）浸渍树脂在粘结材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布。它的粘度应控制在一定的范围，有利于浸渍树脂顺利地将碳纤维布粘附于混凝土表面，经过碾压，使浸渍树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合性

7、整体，共同抵抗外力作用。浸渍树脂不仅应具有良好的渗透性以利于浸透碳纤维布，同时还应具有一定的初粘力，防止粘结的碳纤维布塌落而形成空洞或空隙。并且本身应具有良好的触变性，易于施工且不会发生明显的滴淌现象。另外，胶粘剂与碳纤维的相如性和粘结力必须极好，才能满足纤维布和混凝土形成预定的复合材料。防护材料（罩面胶）罩面胶是为了施工表面美观和保护碳纤维布。只要求材料能涂覆在碳纤维布表面，并不脱层，不掉落，能长期在冷热干燥的空气中稳定，防止复合材料被紫外线直接照射。11胶与胶的相容性用碳纤维布加固补强的施工过程中，胶是一层一层叠加上去复合而成的，与砼直接接触的只有底涂

8、胶、找平胶，而粘结主胶、找平胶、碳纤维布和罩面胶相连；因此不同胶之