鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)碳纖維布加固工藝分析

楊敏 王文輝

摘 要：隨著新型建筑材料的出現(xiàn)，碳纖維布作為結(jié)構(gòu)加固的一種較為新型的材料逐漸廣泛地應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)施工及加固之中。利用樹(shù)脂類材料將碳纖維布粘貼于結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，能夠有效的提高建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)強(qiáng)的目的。本文通過(guò)實(shí)際案例對(duì)碳纖維布施工工藝進(jìn)行分析，詳細(xì)介紹了碳纖維布加固施工方法及檢驗(yàn)結(jié)果等方面內(nèi)容，判斷碳纖維布對(duì)結(jié)構(gòu)加固的良好效果。

關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土;碳纖維布;加固工藝

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前我國(guó)建筑中運(yùn)用較多的結(jié)構(gòu)形式，由于混凝土的特性，使得鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)安全或者承載力等方面的因素，在建筑安全管理過(guò)程中需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，從而滿足建筑實(shí)際使用的需求。傳統(tǒng)的加固方式通常是選用環(huán)氧樹(shù)脂膠泥或者是高強(qiáng)度無(wú)收縮灌漿料對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿處理，隨著碳纖維材料的發(fā)展，碳纖維布在工程加固中應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。

碳纖維布又稱碳纖維片材（預(yù)浸布）、碳纖維帶、碳纖維織物、碳布、碳纖維加固布、碳纖維預(yù)浸布、碳纖維編織布、碳纖布、碳素纖維布等。碳纖維布主要應(yīng)用于抗震、抗剪、抗拉加固，這種材料與浸漬膠共同使用，能夠有效的提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度[1]。因此在防護(hù)加固、構(gòu)件惡劣環(huán)境的修繕、裂縫處理、混凝土強(qiáng)度低于設(shè)計(jì)值、材料老化、工程使用功能改變、荷載增加等情況下具有較好的加固效果。

一、技術(shù)準(zhǔn)備

采用碳纖維布對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固時(shí)，需要事先進(jìn)行施工方案的制定，對(duì)加固方案進(jìn)行可行性論證與完善。加固人員需要對(duì)被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行深入的分析，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定不同的加固處理措施。同時(shí)，詳細(xì)了解碳纖維布的特性，對(duì)不同的粘貼方式形成的效果進(jìn)行對(duì)比分析。在詳細(xì)深入的分析之后，明確對(duì)應(yīng)項(xiàng)目所選用的材料類別，制定詳細(xì)的施工方法，繪制加固設(shè)計(jì)圖[2]。本文以某發(fā)電廠加固工程為例對(duì)碳纖維布加固工藝進(jìn)行分析。加固人員需要對(duì)基礎(chǔ)柱周圍部分的土體進(jìn)行開(kāi)挖處理，挖至承臺(tái)部位，并對(duì)柱體表面雜物進(jìn)行清理，并將其打磨成弧形，弧形位置的半徑應(yīng)當(dāng)大于20毫米。在基礎(chǔ)承臺(tái)面施工縫上部1厘米左右的位置利用碳纖維布進(jìn)行加固處理。

二、碳纖維布加固施工工藝

剔除構(gòu)件表面雜質(zhì)、并清理干凈——涂刷底膠——膠泥修補(bǔ)——涂刷面膠——粘貼碳纖維布——表面裝修或防火處理。

（一）基層表面修復(fù)及處理

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在不滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行加固處理。依據(jù)碳纖維布加固施工部位等的不同，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固處理前需要對(duì)構(gòu)件表面的浮層物進(jìn)行清理，對(duì)裸露的鋼筋進(jìn)行除銹，并根據(jù)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度選用合適的聚合物砂漿對(duì)構(gòu)件進(jìn)行處理。在砂漿處理過(guò)程中，需要對(duì)構(gòu)件表面凹陷位置進(jìn)行修補(bǔ)。使得混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面平整并且有效的清楚表明雜質(zhì)。

（二）加固人員需要事先對(duì)碳纖維布布置的方向、布置層數(shù)、碳纖維布厚度的選擇等制定相應(yīng)的方案，重點(diǎn)關(guān)注碳纖維布的寬度，保證現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用的碳纖維布的寬度與方案設(shè)計(jì)中的寬度相一致。在碳纖維布確定后，需要對(duì)浸漬樹(shù)脂進(jìn)行選擇，粘貼前需要處理浸漬樹(shù)脂[3]。施工前應(yīng)當(dāng)對(duì)浸漬樹(shù)脂進(jìn)行充分的檢查，從而保證所選用的浸漬樹(shù)脂符合設(shè)計(jì)以及規(guī)范相關(guān)要求，檢查材料是否具有相應(yīng)的合格證以及材料內(nèi)容是否與說(shuō)明一致。加固人員需要嚴(yán)格根據(jù)所選用的浸漬樹(shù)脂說(shuō)明書(shū)中具體的操作要求進(jìn)行操作，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使用浸漬樹(shù)脂?；旌喜牧蠑嚢柚恍枰獙?duì)其攪拌一次。在攪拌的過(guò)程中浸漬樹(shù)脂內(nèi)防止異物落入其中。同時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行防塵處理。在進(jìn)行碳纖維粘貼過(guò)程中，需要對(duì)施工環(huán)境溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，從而保障粘貼的效果。操作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)浸漬樹(shù)脂攪拌情況進(jìn)行合理的調(diào)整，同時(shí)在使用中不能將其他溶劑添加入浸漬樹(shù)脂之中。

碳纖維布粘貼以及固定操作流程中，應(yīng)當(dāng)在需要被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面涂刷攪拌均勻的樹(shù)脂材料。這一操作過(guò)程，主要是采用刷子或者抹刀刷330粘合劑進(jìn)行基層的處理，同時(shí)需要操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面粗糙程度確定涂刷量。

最后，在粘貼過(guò)程中操作人員需要注意對(duì)碳纖維布相互搭接長(zhǎng)度的控制，保證搭接長(zhǎng)度符合相關(guān)規(guī)范要求以及滿足設(shè)計(jì)方案的要求，防止后期使用過(guò)程中碳纖維布出現(xiàn)脫空情況。當(dāng)粘貼過(guò)程中遇到無(wú)法有效清除的障礙物的情況時(shí)，應(yīng)當(dāng)將碳纖維布進(jìn)行割斷處理。操作人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定隔斷的位置，通過(guò)放線等方式確定位置，嚴(yán)格按照預(yù)先制定的粘貼方案進(jìn)行碳纖維布粘貼。同時(shí)，碳纖維布是根據(jù)樹(shù)脂涂刷進(jìn)度進(jìn)行粘貼，隨刷隨貼，粘貼后二十四小時(shí)內(nèi)不能對(duì)粘貼部位進(jìn)行擾動(dòng)。

三、質(zhì)量保障措施

碳纖維布粘貼是一項(xiàng)較新的施工技術(shù)，因此需要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制才能達(dá)到預(yù)期的效果。操作人員專業(yè)水平的高低直接影響所加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件后期使用效益的發(fā)揮，因此在操作人員進(jìn)場(chǎng)前，需要對(duì)其進(jìn)行全方位的培訓(xùn)，全面了解碳纖維布材料特性、施工工藝、操作流程、加固原理，詳細(xì)了解碳纖維布加固過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注的位置。在具體節(jié)點(diǎn)施工前，需要現(xiàn)場(chǎng)管理人員全面的掌握現(xiàn)場(chǎng)情況，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，方案實(shí)施情況等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)操作人員進(jìn)行調(diào)動(dòng)。同時(shí)應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)的責(zé)任制，責(zé)任到人，明確分工。膠粘劑以及浸漬樹(shù)脂對(duì)施工時(shí)間以及施工環(huán)境等各方面的要求都相對(duì)較高，因此對(duì)碳纖維布加固效果影響相對(duì)較大，需要操作人員嚴(yán)格按照規(guī)范流程進(jìn)行操作，不斷提高工人的質(zhì)量控制意識(shí)。項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)還需要建立相應(yīng)的質(zhì)量保障體系，不斷提高碳纖維布加固質(zhì)量控制。

同時(shí)，在操作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，對(duì)各個(gè)工序進(jìn)行檢查，質(zhì)量合格后才能進(jìn)入下一道工序施工。各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)有監(jiān)理進(jìn)行監(jiān)督，保證材料質(zhì)量以及施工質(zhì)量，禁止現(xiàn)場(chǎng)使用不符合規(guī)定的材料，從源頭控制加固質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固是目前我國(guó)加固工程中最為常見(jiàn)的形式，隨著新材料、新技術(shù)、新工藝的不斷發(fā)展，碳纖維布加固技術(shù)越來(lái)越得到工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。由于其具有較好的加固效果，加固后對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度提升較高，因此值得我們關(guān)注與研究。碳纖維布施工過(guò)程中影響其加固效果的因素較多，因此需要對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，才能達(dá)到預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王建省，戴宇，李斌斌，戴智彪. 碳纖維布加固古建筑木結(jié)構(gòu)直榫節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)[J]. 河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018，39（05）：56-60+5-6.

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