碳纖維布（CFRP）加固結構技術施工工法

碳纖維布（CFRP）加固修補結構技術是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。

工藝原理

加固機理是將碳纖維布采用高性能的環氧類粘結劑粘結于混凝土構件的表面，膠結材料作為它們之間的剪力連接媒介，形成新的復合體，使增強貼片與原有鋼筋共同作用，增大了結構抗拉及抗剪能力，可有效提高結構的強度，延性及抗裂性。利用碳纖維布良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。

材料

CFRP加固修補混凝土結構所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹脂。

1、碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算，凈截面面積取碳纖維布的計算厚度乘以寬度。碳纖維布的計算厚度取碳纖維布的單位面積質量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質量有可靠保證時，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量可提高到600g/㎡。

2、粘結劑要有足夠的粘結性能，工藝過程中各部位所使用的環氧樹脂膠結材料的種類、型號，應根據施工時的溫度、濕度進行選擇。應正確掌握主劑和固化劑的配比，使滲透性、粘稠度、固化速度等方面能滿足不同季節施工的需要。采用碳纖維片材對混凝土結構加固時，應采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘結樹脂。

3、在受彎加固和受剪加固時，被加固的混凝土結構構件，其現場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5MPa。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時，混凝土強度等級不應低于C10。

4、主要機具：角向磨光機、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、卷尺、水平儀、鉛錘、專用滾筒、刮板、攪拌容器、橡膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護眼鏡、橡膠手套、口罩等。

特點

1、材料高強高效，便于加工成多種尺寸，適用面廣，質量易保證。

2、施工便捷，工效高，沒有濕作業，不需現場固定設施，施工占用場地少。

3、耐腐蝕及耐久性能極佳。

4、自重較輕，加固修補后，基本不增加原結構自重及原構件尺寸。

適用范圍

1、適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構。

2、基層混凝土的強度等級不低于C15，長期使用的環境溫度不高于60℃的鋼筋混凝土結構，都可采用碳纖維加固施工工法加固、補強。

施工準備

1、應認真閱讀設計施工圖。在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前，應按加固設計部位放線定位。

2、應根據施工現場實際情況和加固構件混凝土的補強荷載要求，制定相應施工方案和施工計劃。

3、應對所使用的碳纖維布、配套樹脂、機具等做好施工前的物質準備工作。

4、進場后的碳纖維布、配套樹脂應抽樣送檢，合格后方可施工。

5、施工宜在環境溫度為5℃以上的條件下進行，并應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環境溫度低于5℃時，應采用適用于低溫環境的配套樹脂或采取升溫措施。

工藝流程及操作要求

工藝流程為卸荷→構件表面處理→涂底膠→找平→粘貼→保護。

1、卸荷：加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。

2、構件表面處理

2.1將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈并達到結構密實部位。

2.2檢查外露鋼筋是否銹蝕，如有銹蝕，需進行必要處理。

2.3對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分，用高于原構件混凝土強度的環氧砂漿進行修補、復原、達到表面平整。

2.4應按設計要求對裂縫進行灌漿或封閉處理：縫寬小于0.20mm 的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂抹密閉；大于或等于0.20mm 的裂縫用環氧樹脂灌縫。

2.5　對貼片范圍的定位、劃墨線、按修復、補強設計要求進行。

2.6　被粘貼的混凝土表面應打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質，直至完全露出混凝土結構新面。轉角粘貼處應進行導角處理并打磨加以圓化。圓化半徑對于梁不應小于20mm；對于柱不應小于25mm。

2.7　清洗打磨過的構件表面，并使其充分干燥。

3、涂底膠

3.1　按主劑∶固化劑=2∶1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌，根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。一般情況下1h內用完。

3.2　用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以指觸干燥為準）再進行下一工序的施工。一般固化時間為2～3d。

4、找平

4.1　混凝土表面凹陷部位應用環氧膩子填補平整，模板接頭等出現高度差的部位也應填補，盡量減小高度差，再用砂紙打磨平整。

4.2　轉角處也修補成光滑的圓弧且半徑不小于10mm。在找平材料表面指觸干燥后，進行下一工序的施工。

5、粘貼

5.1　按設計要求的尺寸及層數裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度一般應在3m之內。

5.2　調配、攪拌粘貼材料浸漬樹脂，均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些。

5.3　粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無誤后剝去離型紙，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼應重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。

5.4　在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。

5.5　碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定。

6、保護：加固后的碳纖維表面應進行抹灰保護。在碳纖維表面的樹脂固化之前，撒一層干燥粗砂，再采取抹灰措施。當設計有耐火極限的要求時，按選用的防火涂料進行施工，并保證防護材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結。

注意事項

采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應由專業施工隊伍進行施工。