碳纤维在加固工程中的应用

2014-08-15段加超夏勇姜七英

安徽建筑 2014年3期

段加超，夏勇，姜七英

（马鞍山市建设工程质量检测中心，安徽马鞍山 243000）

1 工程概况

马鞍山检测中心大楼，建于2004年，主体为钢筋混凝土框架结构，混凝土强度等级为C30。2012年底，因单位业务发展需要，现需对原二楼部分新增加一层，考虑到不能改变原有结构的使用功能，经设计复核验算，对该二楼原部分结构采用碳纤维进行加固处理。

2 设计材料性能要求

2.1 碳纤维材质

弹性模量为2.3×105MPa，延伸率1.7%，单位面积质量为300g/cm2。

2.2 粘结树脂

A级胶，正拉伸粘结强度为2.5MPa，且应与所使用的碳纤维进行适应性试验。

3 施工流程及质量控制

3.1 施工流程

施工准备→表面处理→涂刷底层树脂→找平处理→粘贴碳纤维片材→表面防护

3.2 施工准备阶段的技术要求

所选用的碳纤维片材为南京曼卡特科技有限公司生产的，单位面积质量为300g，为聚丙烯腈基(PAN基)12k小丝束纤维，底胶、修补胶和碳纤维浸渍胶均为同厂生产，其中浸渍胶为A级胶，以上原材料均提供了出厂检验合格证和检测机构的检测报告。原材料进场后，在监理单位见证下抽样，送至安徽省建筑工程质量第二监督检测站进行了性能检验，检测结果满足GB50367-2006的要求，因此可用于工程施工。

3.3 表面处理的技术要点

碳纤维材料本身的抗剪切能力较差，而且只有和混凝土充分粘合后在整体作用下才能充分发挥其较强的抗拉性能。因此，表面处理的质量是碳纤维加固质量的一个重要环节，必须加以严格控制。

首先清理梁板粉刷层至混凝土界面，对于混凝土的缺陷应加以处理，然后根据设计图纸弹线，确定粘贴位置，弹线尺寸应比设计尺寸每边增加1cm，在粘贴位置处采用磨光器具将混凝土表面打磨平整，对于有阳角的位置，进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm；然后将混凝土表面清理干净并保持干燥后，方可进行下一道工序。

3.4 涂刷底层树脂的技术要点

涂刷底层树脂时，要保证环境的温度和混凝土表面的清洁干燥，环境温度宜在5℃以上，混凝土表面含水率不宜大于4%。当满足以上条件后，按照产品施工说明书进行底层胶配置，绝不允许以添加溶剂或稀释剂的方法来改变其粘度，一经发现予以废弃处理，已刷部位予以返工。在碳纤维布的拐角部位多涂一些，当底层胶“指干”（即指触感干燥）后，再用磨平机将凸起部位磨平，再重刷一遍。

3.5 粘贴碳纤维布的技术要点

碳纤维布粘贴之前，应先按设计图纸要求对粘贴位置进行精确放线。然后根据相应尺寸裁剪碳纤维，裁好的碳纤维应避免折叠，对于原件已有折痕，应将该部位裁去。

碳纤维施工时，应保证环境温度，宜在5℃以上环境温度条件下进行粘贴施工，若环境温度低于5℃时，应停止施工或采取相应的升温措施。待底胶“指干”时，应及时涂刷浸渍胶粘贴碳纤维布，若未能及时粘贴纤维材料，则应等待12h后粘贴，为保证粘贴质量，应用细软羊毛刷或洁净面纱团沾工业丙酮对表面新落的粉尘进行清除。然后将配制好的浸渍胶均匀涂抹于所要粘贴的部位，将裁好的碳纤维布按弹线位置敷在上面，要保持织物充分展平，不得有褶皱。对于碳纤维布沿受力方向有搭接时，搭接长度不应小于100mm。对于多层碳纤维加固时，其搭接位置应相互错开，然后用滚筒对已贴好纤维的面上多次滚压，使液体充分浸渍纤维，并使织物的铺层均匀压实，无气泡发生，如发现气泡应及时用针头排气。对于粘贴多层纤维布时，应在纤维布表面的浸渍胶液达到指干状态时粘贴下一层，直至纤维铺设完毕。在碳纤维铺设完毕后，尚应在其表面均匀涂刷一道浸渍胶。