钢筋混凝土结构碳纤维布加固工艺分析

杨敏 王文辉

摘 要：随着新型建筑材料的出现，碳纤维布作为结构加固的一种较为新型的材料逐渐广泛地应用于建筑结构施工及加固之中。利用树脂类材料将碳纤维布粘贴于结构构件表面，能够有效的提高建筑结构构件强度，从而实现补强的目的。本文通过实际案例对碳纤维布施工工艺进行分析，详细介绍了碳纤维布加固施工方法及检验结果等方面内容，判断碳纤维布对结构加固的良好效果。

关键词：钢筋混凝土;碳纤维布;加固工艺

钢筋混凝土结构是目前我国建筑中运用较多的结构形式，由于混凝土的特性，使得钢筋混凝土结构在施工过程中因为结构安全或者承载力等方面的因素，在建筑安全管理过程中需要对结构进行加固处理，从而满足建筑实际使用的需求。传统的加固方式通常是选用环氧树脂胶泥或者是高强度无收缩灌浆料对裂缝进行灌浆处理，随着碳纤维材料的发展，碳纤维布在工程加固中应用的越来越广泛。

碳纤维布又称碳纤维片材（预浸布）、碳纤维带、碳纤维织物、碳布、碳纤维加固布、碳纤维预浸布、碳纤维编织布、碳纤布、碳素纤维布等。碳纤维布主要应用于抗震、抗剪、抗拉加固，这种材料与浸渍胶共同使用，能够有效的提高结构构件的强度[1]。因此在防护加固、构件恶劣环境的修缮、裂缝处理、混凝土强度低于设计值、材料老化、工程使用功能改变、荷载增加等情况下具有较好的加固效果。

一、技术准备

采用碳纤维布对钢筋混凝土结构构件进行加固时，需要事先进行施工方案的制定，对加固方案进行可行性论证与完善。加固人员需要对被加固结构构件进行深入的分析，根据现场实际情况制定不同的加固处理措施。同时，详细了解碳纤维布的特性，对不同的粘贴方式形成的效果进行对比分析。在详细深入的分析之后，明确对应项目所选用的材料类别，制定详细的施工方法，绘制加固设计图[2]。本文以某发电厂加固工程为例对碳纤维布加固工艺进行分析。加固人员需要对基础柱周围部分的土体进行开挖处理，挖至承台部位，并对柱体表面杂物进行清理，并将其打磨成弧形，弧形位置的半径应当大于20毫米。在基础承台面施工缝上部1厘米左右的位置利用碳纤维布进行加固处理。

二、碳纤维布加固施工工艺

剔除构件表面杂质、并清理干净——涂刷底胶——胶泥修补——涂刷面胶——粘贴碳纤维布——表面装修或防火处理。

（一）基层表面修复及处理

钢筋混凝土结构构件在不满足设计要求的情况下，需要根据现场情况进行加固处理。依据碳纤维布加固施工部位等的不同，对钢筋混凝土结构构件进行加固处理前需要对构件表面的浮层物进行清理，对裸露的钢筋进行除锈，并根据构件混凝土强度选用合适的聚合物砂浆对构件进行处理。在砂浆处理过程中，需要对构件表面凹陷位置进行修补。使得混凝土结构构件表面平整并且有效的清楚表明杂质。

（二）加固人员需要事先对碳纤维布布置的方向、布置层数、碳纤维布厚度的选择等制定相应的方案，重点关注碳纤维布的宽度，保证现场实际使用的碳纤维布的宽度与方案设计中的宽度相一致。在碳纤维布确定后，需要对浸渍树脂进行选择，粘贴前需要处理浸渍树脂[3]。施工前应当对浸渍树脂进行充分的检查，从而保证所选用的浸渍树脂符合设计以及规范相关要求，检查材料是否具有相应的合格证以及材料内容是否与说明一致。加固人员需要严格根据所选用的浸渍树脂说明书中具体的操作要求进行操作，在规定的时间内使用浸渍树脂。混合材料搅拌只需要对其搅拌一次。在搅拌的过程中浸渍树脂内防止异物落入其中。同时，应当采取相应的措施对其进行防尘处理。在进行碳纤维粘贴过程中，需要对施工环境温度进行严格的控制，从而保障粘贴的效果。操作人员应当根据现场情况，对浸渍树脂搅拌情况进行合理的调整，同时在使用中不能将其他溶剂添加入浸渍树脂之中。

碳纤维布粘贴以及固定操作流程中，应当在需要被加固的混凝土结构构件表面涂刷搅拌均匀的树脂材料。这一操作过程，主要是采用刷子或者抹刀刷330粘合剂进行基层的处理，同时需要操作人员根据现场混凝土结构构件表面粗糙程度确定涂刷量。

最后，在粘贴过程中操作人员需要注意对碳纤维布相互搭接长度的控制，保证搭接长度符合相关规范要求以及满足设计方案的要求，防止后期使用过程中碳纤维布出现脱空情况。当粘贴过程中遇到无法有效清除的障碍物的情况时，应当将碳纤维布进行割断处理。操作人员根据现场情况确定隔断的位置，通过放线等方式确定位置，严格按照预先制定的粘贴方案进行碳纤维布粘贴。同时，碳纤维布是根据树脂涂刷进度进行粘贴，随刷随贴，粘贴后二十四小时内不能对粘贴部位进行扰动。

三、质量保障措施

碳纤维布粘贴是一项较新的施工技术，因此需要对质量进行严格的控制才能达到预期的效果。操作人员专业水平的高低直接影响所加固结构构件后期使用效益的发挥，因此在操作人员进场前，需要对其進行全方位的培训，全面了解碳纤维布材料特性、施工工艺、操作流程、加固原理，详细了解碳纤维布加固过程中重点关注的位置。在具体节点施工前，需要现场管理人员全面的掌握现场情况，图纸设计要求，方案实施情况等，根据现场情况对操作人员进行调动。同时应当制定相应的责任制，责任到人，明确分工。胶粘剂以及浸渍树脂对施工时间以及施工环境等各方面的要求都相对较高，因此对碳纤维布加固效果影响相对较大，需要操作人员严格按照规范流程进行操作，不断提高工人的质量控制意识。项目现场还需要建立相应的质量保障体系，不断提高碳纤维布加固质量控制。

同时，在操作过程中应当进行详细的记录，对各个工序进行检查，质量合格后才能进入下一道工序施工。各个环节应当有监理进行监督，保证材料质量以及施工质量，禁止现场使用不符合规定的材料，从源头控制加固质量。

四、结语

钢筋混凝土结构构件加固是目前我国加固工程中最为常见的形式，随着新材料、新技术、新工艺的不断发展，碳纤维布加固技术越来越得到工程领域的广泛应用。由于其具有较好的加固效果，加固后对混凝土结构构件的强度提升较高，因此值得我们关注与研究。碳纤维布施工过程中影响其加固效果的因素较多，因此需要对施工过程进行严格的质量控制，才能达到预期的效果。

参考文献：

[1]王建省，戴宇，李斌斌，戴智彪. 碳纤维布加固古建筑木结构直榫节点试验[J]. 河南科技大学学报（自然科学版），2018，39（05）：56-60+5-6.

[2]梁丰，刘瑛，唐陆健. 预应力碳纤维布加固混凝土矩形偏压柱力学性能影响因素分析及有限元模拟[J]. 工程建设，2017，49（09）：14-20.

[3]王丹，郭志昆，邵飞，陈万祥. 混杂纤维布加固轻骨料混凝土梁的试验研究[J]. 长安大学学报（自然科学版），2016，36（02）：52-58.