粘贴碳纤维布加固是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面 ,使两者共同工作,提高结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力,由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。碳纤维增强聚合物是由环氧树脂粘高抗拉强度的碳纤维束而成的。
用碳纤维材料补强加固混凝土结构
由碳纤维丝制织而成的碳纤维材料,是一种先进的、科技含量高的产品,具有刚性模量、拉强度大、质量轻、厚度薄、使用方便和耐腐耐磨、抗疲劳、抗老化、吸能减震、热导性好等特点,已广泛应用于建筑、市政等行业混凝土结构的补强和加固。
因碳纤维产品成本较低、价格便宜。日本、韩国、新加坡、美国等和欧洲部分国家相继进行了大量碳纤维材料用于混凝土结构补强加固的研究开发,将碳纤维织物(布状片材)粘贴到混凝土表面用于结构的补强与加固,是实际工程中应用最多的一种,在此基础上还形成了自己国家的行业标准与规范。我国制订的《碳纤维片材加固修复混凝土技术规程》,现正由中国工程建设标准化协会审批中。
从国内发展情况看,碳纤维材料应用于建筑和市政等行业的研究开发活动正呈积极活跃的态势,越来越多的科研机构和高等院校等开始重视这一新兴加固技术的研发工作,中国具有巨大的市场,大量的钢筋混凝土结构如大型桥梁、大型建筑、地厂建筑、市政与防洪设施等急需补强与加固。而碳纤维加固技术具有施工便捷、用途广泛、实际效果优越,有很大的研究推广价值和巨大的社会经济效益。
用于混凝土结构补强加固的碳纤维材料呈片状(包括布状和板状)。片状材料一般通过环氧树脂类粘接剂粘贴于混凝土受拉区表面,是用于结构加固修复最多的一种材料形式。其中布状材料的使用量最大,板状材料的强度利用效率较高。另棒状材料常用作替代传统的钢筋材料,用于已建或新建结构中。
碳纤维材料加固混凝土结构同粘钢加固、预应力加固等相比,具有明显的技术优势。如:碳纤维是一种柔性材料,可任意剪裁,设计自由度大,经粘贴后其抗拉强度超过普通钢板的10倍,其重量约为3mm厚钢板的1/100;不与酸、碱、盐等发生化学反应;基本不增加原结构的自重及体积尺寸。碳纤维材料可广泛应用于如大型桥梁的桥墩、梁和板,以及隧道、大型简体及壳体结构等各种结构类型、形状和结构的各种部位;不需要大型的施工机具和辅助机械,施工场地小,没有湿作业,工效高。
使用碳纤维布加固具有以下几个优点:
A、强度高(强度约为普通钢材的10倍),效果好;
B、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性;
C、自重轻(约200G/`M^2`),基本不增加结构自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,适用范围广;
D、施工简便(不需大型施工机构及周转材料),易于操作,经济性好;
E、施工工期短(本工程实例仅用一周);
碳纤维布加固施工流程
施工必须遵循下列工序进行。
1、施工准备
2、混凝土表面处理
3、配制并涂刷底层树脂
4、配制找平材料并对不平整处修复
5、粘贴碳纤维布
6、表面防护
碳纤维布系统施工工艺
1、施工准备 拟定施工方案和施工计划,应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。
2、混凝土表面处理 清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。
3、配制并涂刷底层树脂 按供应商提供的工艺规定配制底层树脂,将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。在树脂表面指触于燥后立即进行下一步工序施工。
4、配制找平材料并对不平整处修复 对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整,转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧。
5、粘贴碳纤维布
①按设计要求的尺寸裁剪碳布;
②配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴构件;
③沿着碳纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳纤维布;
④碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

