鼎峰加固工程有限公司是一家工程加固改造设计、施工、技术服务与工程咨询于一体的综合性、专业化工程加固施工企业。公司具有国家建设部下发的结构补强特种专业承包施工资质、安全生产许可证。质量获得业界的一致认可。欢迎各界朋友莅鼎峰加固碳纤维有限公司参观、指导和业务洽谈。
公司主要业务：建筑加固、房屋加固、结构加固、抗震加固、除险加固、建筑结构加固、震后房屋加固、桥梁加固、基础加固、房屋抗震加固的加固工程等构筑物加固。
具体加固类型：碳纤维加固、粘贴碳纤维板加固、粘钢加固、外包钢加固、植筋及化学锚栓、喷射混凝土加固、托梁拔柱加固、承重墙结构拆除加固、结构裂缝修补加固、钢筋混凝土结构阻锈及防锈、钢绞线网渗透聚合物砂浆加固等加固技术。
上海总公司 ：131-6600-0065 张经理
碳纤维加固技术在土木工程加固修复中的应用
摘 要 通过工程实例．介绍碳纤维加固技术的应用范围及施工工序。
关键词 碳纤维片材(CFRP) 加固 修复 补强
1 引言
碳纤维(CFRP)加固法以其强度高、重量轻、耐腐蚀、施工简便等优良特性在国外土木工程加固修复领域中深受重视并获得了较广泛的应用。近年来，在国内混凝土结构修复补强工程中也得到了越来越多的应用。由于目前国内还没有关于碳纤维加固修复混凝土结构的施工验收标准及其它标准、规范，在此，结合工程实例，并通过与传统补强方法的比较，对碳纤维布加固土木工程结构的施工应用进行一些探讨和研究。
2 工程简介
广西崇左某盐业仓库为一层框架结构房屋，跨度15m，原屋面为一般非上人屋面，现需改变屋面的使用功能，经过结构计算，框架梁的配筋偏小，原屋面梁不能承受新增的荷载，必须进行加固处理。
2．1 加固技术的比较和选择根据工程的实际情况，可以选择采用加大截面加固法、外包钢加固法等几种传统补强加固方法及碳纤维加固法。加大截面加固法又称为外包混凝土法，主要是将梁柱截面加宽、加高，以容纳新增的钢筋。用加大截面法加固结构很有效，但会增加结构的体积和自重，造成肥梁胖柱，另外施工工序繁多，工期长，使用机械多，需要的施工场地和施工空间较大。外包钢加固法又称粘钢加固法。粘钢板法加固结构的效果也较好，但施工工艺相对较复杂。另外，施工过程中对结构基层和钢板之间的平整度要求高，且钢板的刚性大难以操作，粘贴钢板时容易产生空鼓，且不耐腐蚀，必须定期防锈。因此，使用以上传统补强加固的方法会受到实际应用场合的种种限制。碳纤维补强加固的方法是用专门配制的配套粘结材料，将由高强度或高弹性模量的连续碳纤维单向或多向排列成束的碳纤维片材沿受力筋方向粘贴于结构受拉面。粘结材料固化后与原结构通过变形协调形成新的受力复合体，使碳纤维片材与原结构共同受力。高强度碳纤维片材的抗拉强度可达3400N／mm。， 比同截面的钢材高8～10倍，弹性模量在2．35×10 N／mm 至3．8×10 N／mm。之间，与钢筋相比稍高，受力时高强度碳纤维延伸率小于钢筋，故在结构受力时其先行受力，随荷载逐渐增加达到两者变形协调，共同受力，并按一定比例分配，与钢筋共同工作的性能很好。由于补强后碳纤维材料分担了部分拉力，使原结构钢筋应力大大降低，结构得到加固补强，承载力得到提高。而且碳纤维质轻柔软，易粘贴，施工便捷，无需大型机械及其他固定措施，加固完成后结构物自重增加几乎可以忽略，且抗疲劳强度高，耐久性及耐腐蚀好，可以在短时间内完成加固工作。通过比较，决定采用碳纤维(CFRP)进行加固。
2．2 碳纤维片材加固的施工要点
2．2．1 施工工序。在结构加固工作开始前，应对所有受力状态下进行加固的结构，采取有效的卸荷或支顶措施，然后按下列工序施工。(1)混凝土表面处理(清除劣化层、灌缝、打磨、清理)；
(2)涂刷底层树脂(CFP)；
(3)用找平材料(CFE)对不平整处找平处理；
(4)涂刷浸渍树脂(CFR)；
(5)粘贴碳纤维片材(多层粘贴时重复4、5步骤)；
(6)在最后一层碳纤维片材表面涂浸渍树脂(CFR)；
(7)必要时进行表面防护处理。
2．2．2 施工措施 ．
基层面处理。对拟加固的构件进行全面的检查，若存在有害裂缝，则必须对裂缝进行灌缝或封闭处理(目前我们采用冶金院生产的AB一1树脂进行灌缝处理)；若构件表面有剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，则将其清除干净，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整(,--／采用比原构件混凝土强度等级高一级的环氧树脂水泥或WNC一1型修补砂浆修复)，再用磨机将构件的基层表面打磨平整，并用钢丝刷将构件表面的粉尘油污等不沽污渍清除干净，使构件表面平整干燥无灰尘。另外，如碳纤维布需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，应将该转角部位锐角磨成曲率半径不小于20mm 的圆弧，以免造成应力集中而降低补强效果。
涂刷底层树脂(CFP)。配制底层树脂，首先按要求用衡器称量材料各组分的重量，放置于调料容器内，用搅拌器按同一方向搅拌，每次拌和重量不宜超过5000克，随拌随用。然后用滚筒刷将底层树脂均匀地涂于构件表面，待涂料表面指触干燥后方可进行下一工序施工。
(3)找平处理。配制找平材料(配制方法与配制底层树脂相同)，将构件表面凹陷部位用找平材料填补平整，待找平材料表面指触干燥后方可进行下一工序施工。
(4)粘贴碳纤维片材。按要求配制浸渍树脂(配制方法与配制底层树脂同)，然后用液筒刷均匀地涂刷在按设计要求尺寸裁剪的碳纤维片材上。再将碳纤维片材准确地粘贴在设计要求的加强部位，并将碳纤维拉紧、压实，再用滚筒沿着纤维方向滚压使碳纤维充分浸含浸渍树脂并除去气泡。如需粘贴多层碳纤维片材，则需多次重复上述步骤，并在最后一层碳纤维片材的表面均匀地涂抹浸渍树脂。
(5)检验。碳纤维片材与混凝土之间的粘结质量可用小锤轻轻敲击或用手压碳纤维片材表面的方法来判断，有效粘结总面积不应低于95 。碳纤维片材的空鼓面积不大于100cm时，可采用针管注胶的方法进行补救；大于100cm。时，则须将空鼓处的碳纤维片材切除，然后重新搭接贴上等厚的碳纤维片材。
3 碳纤维补强的应用
3．1 梁板结构补强
抗弯补强。碳纤维片材贴在受拉一侧，即梁板跨中的下部以及连续板、连续梁、悬臂板等支座处的上部，沿受力筋方向粘贴。
抗剪补强。补强位置通常在梁端部、主拉应力较大的区域和有次梁或集中荷载作用处。补强时在梁的两侧面竖向粘贴碳纤维片材，或与梁底形成U形环包，这相当于增加抗剪箍筋以分担原箍筋的剪力。
3．2 柱的补强
(1)柱的抗弯加固。偏心受压柱在受拉弯的侧面沿柱轴纵向粘贴碳纤维片材，可有效补强。
(2)柱的抗压补强。用碳纤维横向环包柱中部，对受压区产生环向约束作用，以提高柱的抗压能力，降低柱的压屈系数。有关实验证明，采用不同规格的CFRP片材加固，混凝土柱受压承载力可不同程度地提高。
(3)柱的抗剪及抗震补强。在横向力作用下，柱端弯矩和剪力都很大，如同时进行纵向粘贴和环包，则可以提高柱子横向抗剪力，还可以使柱子的延性得到显著改善，滞回耗能能力增强，抗震能力显著增加。3．4 剪力墙补强
在剪力墙单面或双面沿抗剪配筋方向粘贴碳纤维片材。
3．5 砌体结构补强
用CFRP片材对砌体结构进行水平斜向粘贴加固，能改善其抗震性能。另外，碳纤维加固还可广泛应用于桥梁、隧道、烟囱及简仓等其它土木工程。综上所述，碳纤维加固不失为一种可靠、方便的结构补强方法，有着极为广阔的应用前景。