桥梁维修养护中碳纤维加固技术的应用分析

陆梓华

佛山路桥养护有限公司 广东 佛山 528313

前言:伴随社会经济的日益发展,交通行业得以迅速发展。桥梁工程作为交通业中必要的基础条件,相关人员应将工程建设质量予以高度重视。近年来,交通运输量日益增长,给道路桥梁工程带来较大的压力,无形中增加桥梁工程的损耗,为确保工程使用质量,应积极开展桥梁维修养护工作,而碳纤维加固技术的应用,能够进一步满足桥梁维修养护工作的发展需要。

一、碳纤维加固技术的概述

随着我国桥梁工程事业的快速推进,碳纤维加固技术应运而生。在桥梁混凝土结构加固施工的过程中,相关人员应合理选择碳纤维材料,一是高强度类型的碳纤维材料,二是高弹模型的碳纤维。基于材料特性的角度看,碳纤维材料和混凝土材料具有相容的特点,通过应用环氧树脂浸渍的手段,以达到增强碳纤维复合材料的目的,不仅能够提高钢筋的承受力,而且有助于保证混凝土结构的稳定性。然而,由于碳纤维表面有许多小裂纹,相对较为脆弱,不能直接用作加筋材料。从碳纤维加固技术的特点看,主要表现在几个方面:首先,密度相对较低,单位体积重量较轻,与钢材相比较,不足其四分之一,且十分薄,在桥梁加固中的应用,不会增加桥梁结构自身的重量或尺寸,因而受到广泛青睐;其次,该技术的适应性较强,基于物理学视角看,具有较高的力学性能,能够满足桥梁维修养护中的加固实际需求;最后,操作性较强,十分方便[1]。

二、碳纤维布在桥梁加固中的应用优势

在桥梁加固过程中,应用碳纤维布具有诸多优势。首先,碳纤维布的质量相对较轻,约500g/m2,应用于桥梁加固中,不会增加桥梁本身的荷载量,且不会对桥梁外观结构产生不良影响。其次,碳纤维布更容易成型,可在不同形状的桥梁构件中应用,简单易操作,并降低桥梁加固维修的成本。再次,施工操作非常便捷,无需借助大型模板、支架、固定装置等,只需将环氧树脂等粘贴材料有效应用,即可实现快速加固,打破传统加固技术中施工空间有限的限制。最后,碳纤维布的耐腐性相对较强,有助于延长桥梁的使用寿命。

三、碳纤维布在桥梁加固中的施工要点

(一)关于搭设脚手架的技术要点。脚手架的合理搭设,对桥梁加固工作深入开展有重要影响。在搭设脚手架中,其流程为:①对施工现场做平整性处理;②脚手架安装;③脚手架拆除。首先,支承选择中,应妥善应用符合相关标准要求的材料,进行合理的设置;其次,在支架的设置过程中,应有效处理接头,倘若应用立管,高度在100cm左右,垂直和水平的接头数量应≤1;再次,保证支架处于平坦的状态,而柱子下面的地基力求坚固、稳定;最后,支架安装与拆除工作,需指派专业人员予以操作,坚持从上到下的原则。

(二)关于混凝土面打磨的技术要点。对桥梁的混凝土面进行打磨是尤为重要的环节,施工流程主要有:施工放样、混凝土层面碳化层打磨、打磨面防尘、丙酮清洁等流程。在该技术实施的过程中,相关技术人员应注意几方面问题。首先,施工样品放置中,应对混凝土表面进行磨削,以有效清除混凝土表面的碳化层和水泥层杂质;其次,做好抛光工作以后,应保证旧表层不会出现残留,不然碳纤维布则不能有效附着;再次,用刷子将混凝土进行抛光,以有效清洗混凝土表面的灰尘、杂质等;最后,利用丙酮对混凝土面进行清洗。

(三)关于涂抹找平胶的技术要点。将碳纤维布和混凝土基面紧密粘贴以后,可充分应用涂抹找平胶的技术。值得注意的是,需对混凝土表面做平整处理,否则尖锐物、转角等处,可能对碳纤维布造成不同程度的损坏影响,从而使碳纤维布的强度大幅下降,所以,有效处理基面,是尤为正确的选择,可应用平胶进行找平操作。由于找平胶具有易操作等特点,要求其使用材质不会随时间变动而产生变形的情况,因而可选择韧性较强、强度较大的材料,传统普通环氧树脂则达不到相关标准,在找平胶固化后,应进行二次检查,若有毛刺,则需利用砂纸将其打磨到平整的状态。

(四)关于涂刷底胶的技术要点。在施工中,倘若混凝土的表面处理完全干燥后,可涂抹薄层底胶,不仅有助于提高混凝土表面的强度,而且可能进一步促进碳纤维布和混凝土表面的黏着度。选用底胶时,力求胶体能够进行均匀搅拌,且胶体需在2个小时内用完,如若超出规定的时间,则底胶不能继续使用,否则可能会影响粘贴的质量。

(五)关于粘贴碳纤维布的技术要点。粘贴碳纤维布是碳纤维加固技术实施的重要环节之一,该过程中,需要用树脂进行浸渍,保证浸渍的黏度可以达到相关的标准,并将碳纤维布充分的粘贴在混凝土结构的表面。将碳纤维布粉碎时,树脂能够充分融入其中,与碳纤维布形成有机的整体,对提高外力抵抗能力发挥积极的作用。粘贴碳纤维布的过程中,应坚持从上往下、从左往右的原则,建议使用滚筒对碳纤维布进行压实。进行碳纤维布加固的过程中,需逐层涂胶。该技术操作中,对温度条件有较高的要求,只有在5-40℃的温度下,才能予以施工,否则必须停工;同时,施工现场湿度应控制在70%以下,否则可能产生不必要的水雾问题产生,影响桥梁加固水平。

(六)关于罩面防护的技术要点。在碳纤维布粘贴工序完成后,技术人员需在其表面涂抹浸渍树脂,待干燥后,刷一层涂层。为确保凝胶的质量,技术人员应注意,不可将罩面放在强阳光下,不仅有助于提高桥梁加固质量,而且能够在一定程度上发挥美化的作用。

结论

现阶段,就桥梁维修养护工作而言,提高维修养护技术是尤为重要的,由于当前施工技术手段相对多元化,因而选择合理的施工技术是必要的。碳纤维加固技术以碳纤维材料为主,其在应用过程中,能够更好满足对桥梁结构进行加固的需求,其实践中,相关人员应把握桥梁加固的施工要点,主要有几个方面,分别为:搭设脚手架、混凝土面打磨、涂抹找平胶、涂刷底胶、粘贴碳纤维布、罩面防护等,有利于推动桥梁维护加固工作深入开展。