2025年碳纤维加固讲解.doc

砼构造碳纤维补强加固施工工法

重要完毕人：张海波、刘阳、于文轩、杨斌、王萍

1．序言

近年来，由于受施工质量及多种自然环境、人為原因的综合影响，已建成的混凝土构造也許會出現承载力局限性、混凝土表面裂缝等問題，影响构造的正常使用。這些問題大部分是能通過加固改造处理的。碳纤维（carbonfiberreinforcedpolymer简称CFRP）具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等長处。构造碳纤维加固措施是运用树脂类粘結材料将碳纤维片材（碳纤维布和碳纤维板的总称）粘結于混凝土表面，以到达构造及构件加固补强的目的，是近年来应用比较先進的加固措施。我企业自1999年承担湖北省建设厅“碳纤维用于混凝土构造加固应用研究”課題後，通過若干年工程的检查，對该项施工工艺运用娴熟，特将此编写為工法。

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2．工法特點

2．1补强材料薄、重量轻，强度高：碳纤维片材基本不增長原构造尺寸及自身重量。其抗拉强度是一般HRB335钢的7～10倍，且具有优秀的补强效果。

2．2抗腐蚀：能有效地防护构件的混凝土和钢筋免受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀，应用面广。

2．3耐久性能好，耐磨损、抗老化：碳纤维片与环氧树脂胶結材料自身及經其补强的混凝土构件可以長期承受紫外线辐射。碳纤维复合材料的疲劳强度约為静荷强度的70%～80%，并在破壞前有变形明显的征兆。

2．4保持构造原状，外形美观：碳纤维片材便于随构件原形裁剪、贴附。修复补强不增長构件高宽尺寸及体积，且表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。

2．5施工简便，快捷：老式加固补强施工工艺如粘钢、外包混凝土措施必须進行大量混凝土剔凿、钢筋绑扎、焊接、浇筑混凝土以及大型机械设备吊装等作业，而碳纤维片加固补强施工對施工空间规定很低，便于在狭小空间作业，施工快捷，對周围的干扰很小。

3．合用范围

工业与民用建筑中钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙构造，桥梁涵洞、隧道、衬砌、钢筋混凝土烟囱、筒仓、池罐侧壁等，因构造损伤承载力局限性及变化，且钢筋混凝土构造强度等级不不不小于C15，且長期使用的环境温度不高于60℃的钢筋混凝土构造，都可采用碳纤维加固施工工法加固、补强。

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4．工艺原理

碳纤维加固是采用碳纤维片材（抗拉强度极高的碳纤维丝在高温下“拉拔”成型，單向排列成束，并經环氧树脂胶预浸而成的碳纤维增强复合片材），以环氧树脂作為胶結材料，将纤维片材沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损构造上，胶結材料作為它們之间的剪力连接媒介，形成新的复合体，使增强贴片与原有钢筋共同作用，增大了构造抗拉或抗剪能力，并能有效地提高构造的强度，延性及抗裂性，控制裂缝和挠度的继续发展，從而起到加固补强的作用。必要時也可交叉粘贴單向纤维片材。整個工艺的关键在于碳纤维片粘贴的紧密性与牢固性，以保证与原构造形成整体，共同工作。

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5．施工工艺流程及操作要點

5．1工艺流程

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5．2操作要點

5．2．1施工准备

1．应认真阅讀设计施工图。在進行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前，应按加固设计部位放线定位。

2．应根据施工現場实际状况和加固构件混凝土的补强荷载规定，制定對应施工方案和施工计划。

3．应對所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的物质准备工作。

4．進場後的碳纤维片材、配套树脂应抽样送检，合格後方可施工。

5．施工宜在环境温度為5℃以上的条件下進行，并应符合配套树脂规定的施工使用温度。當环境温度低于5℃時，应采用合用于低温环境的配套树脂或采用升温措施。

5．2．2卸荷

?加固前，应根据设计规定對加固构件進行卸载。

5．2．3构件表面处理

1．将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除洁净并到达构造密实部位。

2．检查外露钢筋与否锈蚀，如有锈蚀，需進行必要处理。

3．對通過剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆進行修补、复原、到达表面平整。

4．应按设计规定對裂缝進行灌浆或封闭处理：缝宽不不小于0.20mm的裂缝，用环氧树脂進行表面涂抹密闭；不小于或等于0.20mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

5．對贴片范围的定位、划墨线、按修复、补强设计规定進行。

6．被粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土构造新面。转角粘贴处应進行导角处理并打磨加以圆化，如图5.2.3-1所示。圆化半径對于梁不应不不小于20mm；對于柱不应不不小于25mm。

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1—构件截面外表面；2—碳纤维材料；r—棱角圆化半径

图5.2.3-1构件截面棱角的圆化打磨

??7．清洗打磨過的构件表面，并使其充足干燥。

5．2．4涂底胶

1．把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量精确後放人容器内，用搅拌器拌合均匀，一次调和量应以在可使用時间内用完為准，超過可使用時间不得再用。