结构碳纤维板加固技术施工方法.doc

卡本结构碳纤维板加固技术施工方法
　　一、 序言
　　碳纤维材料用于混凝土结构加固修补研究始于80年代美、 日等发达国家。中国这项技术起步比较晚, 但伴随中国交通运输业飞速发展, 现有建筑中有相当一部分因为当初设计标准低、 承载能力弱, 加上超载车辆破坏, 已不能满足现在日益繁重交通运输需求,亟需进行维修、 加固。现在常见加固方法有很多, 碳纤维加固应用比较广泛。碳纤维加固方法关键有碳纤维布和碳纤维板加固2种。其中碳纤维板材是用碳纤维和树脂拉挤成型复合材料, 秉承了碳纤维自重轻、 轻度高和耐腐蚀等特征。其纤维体积含量高, 再配套碳板专用树脂, 用于碳板加固工程中。
　　二、 特点
　　1、 抗拉强度高, 是相同截面钢材7-10倍;
　　2、 重量轻, 作业轻松, 补强后基础不增加构件自重和尺寸;
　　3、 耐久性好, 可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、 气候改变;
　　4、 施工便捷, 粘贴1层碳纤维板补强效果相当于4～8层碳纤维布, 从而能够更大程度提升结构性能, 施工质量易确保;
　　5、 适用范围广, 混凝土构件、 木结构、 钢结构均可进行加固, 可大幅度提升构件承载能力、 抗震性能等;
　　6、 施工后也很轻易进行目视或锤击法检验。
　　三、 适用范围
　　◆ 混凝土结构物板及梁补修、 补强;
　　◆ 壁和板周围开口处补强;
　　◆ 木造建筑物梁等补强;
　　◆ 桥板、 桥墩、 桁补强;
　　◆ 隧道、 电缆管线补修、 补强。
　　四、 工艺原理
　　用碳纤维和树脂拉挤成型复合材料碳纤维板材配之碳纤维板专用树脂, 粘贴于构件表面, 形成一个新复合体, 与原有构件共同承受承载能力、 抗震能力等, 提升结构强度和刚度。
　　五、 工艺步骤及操作关键点
　　工艺步骤能够归纳为: 施工准备→基面处理→配制浸渍树脂→粘贴碳纤维板→固定碳纤维板→表面防护
　　1、 施工准备
　　确定施工方案, 准备工具和材料。
　　2、 基面处理
　　(1)混凝土基体
　　去除表面油质、 灰尘和其她松散骨料, 修复表面大不平整部分或孔洞, 使表面有足够水平度, 必需时需使用轻度喷砂、 打磨或其她有利于粘接施工方法处理(注意混凝土基材内力应高于1.5N/mm2才能进行外部加固);
　　(2)钢材基体
　　去除表面灰尘、 油和油脂、 铁锈、 水锈、 碾压表皮, 提议高压清洗、 研磨或喷砂;
　　(3)木材基体
　　去除表面油和油脂、 杂质, 喷砂或研磨使其粗糙。
　　3、 配制浸渍树脂
　　(1)严格根据配套树脂主剂、 固化剂所要求2:1百分比称重, 装入容器, 用搅拌器均匀搅拌。
　　(2)一次调和量不宜过多, 以在可使用时间内用完为准。
　　4、 粘贴碳纤维板
　　(1)应按设计要求尺寸裁剪碳纤维板;
　　(2)应将碳纤维板表面擦拭洁净至无粉尘, 当需粘贴两层时, 底层碳纤维板两面均应擦拭洁净;
　　(3)擦拭洁净碳纤维板应立刻涂刷结构胶粘剂, 胶层中央应呈拱起状, 平均厚度应大于2mm;
　　(4)应将涂有胶液碳纤维板用手轻压贴于需粘贴位置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实, 使胶液从两边挤出, 确保密实无空洞;当平行粘贴多条碳纤维板时, 两条板带之间空隙不应小于5mm;
　　(5)需粘贴两层碳纤维板时, 应连续粘贴。当不能立刻粘贴时, 再开始粘贴前应对底层碳纤维板重新进行清理。
　　5、 固定碳纤维板
　　(1)去除周围多出胶液, 用钢架进行固定, 合适加压, 四面挤出微小胶液为合格。
　　(2)若发觉有缝隙或缺胶, 用补胶填满。
　　6、 表面防护
　　若加固补强构件需要防火时, 可在树脂固化后涂刷耐火涂层。
　　六、 材料
　　碳纤维板加固关键使用材料为碳纤维板和配套树脂胶。
　　七、 材料技术指标
1、 碳纤维板设计计算指标
性能项目
单向织物（布）
高强度Ⅰ级
高强度Ⅱ级
抗拉强度设计值ft(MPa)
关键构件
1150
1400
通常构件
1600
1000
弹性模量设计值Ef(MPa)
关键构件
1.6×105
1.4×105
通常构件
抗应变设计值εf
关键构件
0.007
0.007
通常构件
0.01
0.01
　2、 碳纤维板性能指标

产品型号
纤
维
方
向
厚
度
（mm）
幅
宽
（mm）
长
度
（m）

抗拉强度
（MPa）

弹性模量（GPa）

纤维体积含量（%）

伸长率（%）

CFP-I-512/514
单向
1.2/1.4
50
50/100
≥2400
≥160
≥65
≥1.70
CFP-I-1012/1014
单向
1.2/1.4
100
50/100
≥2400
≥160
≥65
≥1.70
CFP-II-512/514
单向
1.2/1.4
50
50/100
≥
≥140
≥55
≥1.50
CFP-II-1012/1014
单向
1.2/1.4
100
50/100
≥
≥140
≥55
≥1.50

3、 碳纤维板原材料力学指标
纤维类别
性能项目
抗拉强度（MPa）
弹性模量（GPa）
伸长率（%）
碳纤维
高强度Ⅰ级
≥4900
≥240
≥2.0
高强度Ⅱ级
≥4100
≥210
≥1.8