浅谈框架结构加固碳纤维布施工方法

浅谈框架结构加固碳纤维布施工方法

姜小龙

姜小龙

陕西化建工程有限责任公司

【摘要】：碳纤维布作为一种新型结构加固材料，正日益广泛的应用到工程技能改造项目中来，具有极其优越的质量，用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震的作用，该材料与配套的胶粘剂共同使用。本文主要介绍了尿素主框架结构加固碳纤维布的施工方法，着重阐述了采用碳纤维布的施工方法和操作要点。

【关键词】：碳纤维布结构加固粘贴

一、工程概况

某化工厂尿素主框架年产值30万吨尿素，经设计变更在原有混凝土结构框架增加工艺设备来提高尿素产量，需在原设计上将混凝土结构增加荷载来满足增加的设备承载力，采用碳纤维布来加固，确保设备工艺运行满足结构承载力。本工程采用碳纤维布加固，将抗拉强度极高的碳纤维布用环氧树脂预浸成为复合增强片材（单向连续纤维布）；用环氧树脂粘贴剂沿手拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力，增大结构的抗拉或抗剪能力，提高强度、刚度、抗裂性和结构的延展性。

二、施工操作方法

1、胶粘剂的配置

将原材料按不同配合比称量准确，分别配置底涂胶料、整平胶料及粘贴胶料。先将稀释剂加入聚合物主料内搅拌均匀，再将填料加入继续搅拌至均匀，最后加入固化剂，充分搅拌后即可使用。

配置胶料时应注意以下事项：底涂胶料每次配置量以1-2公斤为宜；整平胶料每次配置量以0.5-1公斤为宜；粘贴胶料每次配置量以1-2公斤为宜。

所有胶料要求1小时内使用完毕。

2、基底处理

混凝土表面如出现剥落、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。混凝土表面修复前，如有钢筋腐蚀现象的，先进行钢筋除锈防腐蚀工作，然后在进行混凝土表面修复。

被粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表面浮浆、油垢等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状。

用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。

3、涂底层胶

按比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用搅拌器搅拌均匀，根据现场实际气温决定用量，并严格控制使用时间。

用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂刷于混凝土构件表面，厚度不超过0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，待胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感

干燥为宜，一般不小于2小时），在进行下一道工序。

4、用整平胶料找平

混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平，模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补，尽量减少高差。

转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。

整平胶料须固化后，方可进行下一道工序。

5、粘贴碳纤维布

按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。配置、搅拌粘贴胶料，然后用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使碳纤维布充分浸润胶料。多层粘贴应重复以上步骤，待碳纤维表面手指触感干燥为宜，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。

6、质量保证措施

碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm；粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清楚的障碍物而需截断时，在截断部位要予以适当处理，具体措施应视不同情况而定。

碳纤维材料方面的可靠保证碳纤维布具有极佳的力学性能，是与它自身的材质属性、成片加工工艺密不可分的，所有进场的碳纤维布均有出场合格证，并送到有相应资质的检测单位进行材料复检。

碳纤维材料方面的可靠保证：（1）材料的匀质性，碳纤维只有分布排列均匀，才能起到整体均匀受力的作用，若材质的匀质性不好，则构件受力后导致纤维片局部受力不均，使碳纤维补强的效果不能充分发挥出来。因此，材料的匀质性问题极其重要，现场需要详细检查。（2）碳纤维片中预浸树脂的含量：我们用于结构补强的碳纤维片是含有预浸树脂的。其作用是使纤维之间相互约束、相互粘接成为共同受力的整体，但其含量过多、浸渍过厚，却不易于修复、补强。因为碳纤维补强混凝土结构是靠上涂及下涂环氧树脂对碳纤维布的反复渗透来完成的。如果纤维布中预浸树脂的含量过多，则粘贴碳纤维布时树脂的渗透效果比较差，直接影响施工质量。（3）碳纤维的断丝率：由于纤维丝很细，极易出现段丝。因此，尽可能的减少纤维丝的断裂，确保纤维布的连续性与整体性，是确保最终补强效果的一个重要参数。

7、安全保证措施

裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路。碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。配置及使用胶的场所必须保持良好的通风施工现场材料堆放整齐，施工完毕，将产生的垃圾及时清运出现场，做到工完场清。

8、工程验收

工程验收时必须有碳纤维及其配套胶料厂家提供的材料检验证明。每道工序结束后均应按工艺要求进行检验，作好相关的验收记录，施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘贴质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘贴效果，如出现质量问题立即返工。

出现空鼓等粘贴不密实现场，应采取针管注胶的方法进行补救。若粘结面积小于90%的，判断为粘结无效，徐返工处理。

【结束语】：粘贴碳纤维布加固具有施工简便，不需专门机械设备；施工周期短，不影响正常施工；重量轻，不增加结构重量，可提高被加固构件的抗弯、抗剪性能，加强结构整体性和耐久性，通过荷载试验证明加固效果良好。

参考文献：

[1].《碳纤维片加固混凝土结构技术》（CECS146：2003)

[2].《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006

[3].《建筑结构加固工程施工质量验收规范》GB50550-2010