碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)裂縫處理效果研究

1 碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)

　　粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的（抗彎、抗剪）承載能力，由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。碳纖維增強(qiáng)聚合物是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強(qiáng)度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）強(qiáng)度高（強(qiáng)度約為普通鋼材的10倍），效果好；（2）加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；（3）自重輕（約200g/m2），基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣；（4）施工簡便（不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料），易于操作，經(jīng)濟(jì)性好；（5）施工工期短（本工程實(shí)例僅用一周）；因此，碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。

　　碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)，要求基層混凝土的強(qiáng)度等級不低于C15即可；另外，磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)行加固。

　　2 工程實(shí)例

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　　深圳某大型地下停車場建于1998年，2005年11月發(fā)現(xiàn)部分梁板出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化導(dǎo)致銹蝕，應(yīng)對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。由于該停車場建于一廣場下面，考慮到近年來廣場增加了較重荷載，為防止一些不可預(yù)見的因素和使用功能的改變，還需要對修補(bǔ)后的梁板進(jìn)行加固處理。 本文來自123

　　3 修補(bǔ)、加固方案的確定 copyright 123456

　　3.1裂縫修補(bǔ)：對于縫寬b＜0.2mm的裂縫，采用水泥質(zhì)結(jié)晶防水材料涂抹表面，再用1:2水泥砂漿抹平；對于縫寬b≥0.2mm的裂縫，采用樹脂灌注粘合劑灌縫補(bǔ)強(qiáng)。 123456

　　3.2梁板加固：經(jīng)過綜合考慮，并且同業(yè)主和設(shè)計(jì)方進(jìn)行了溝通，最后決定用碳纖維布對梁板進(jìn)行加固，采用JGN建筑結(jié)構(gòu)粘合劑粘貼300g碳纖維布。

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　　4 修補(bǔ)、加固施工工藝 123456

　　4.1裂縫修補(bǔ)：

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　　4.1.1裂縫修補(bǔ)施工工藝流程（b＜0.2mm）：

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　　混凝土表面處理——樹脂灌注粘合劑現(xiàn)場調(diào)配——混凝土表面涂抹——水泥砂漿抹面

　　4.1.1.1 混凝土構(gòu)件表面處理：對于縫寬b＜0.2mm的裂縫，先用硬毛刷沾高效洗滌劑或丙酮，刷除表面油垢污物，找出所有裂縫，用鋼絲刷打毛裂縫兩側(cè)各80mm寬，去掉1～2mm厚表層，用壓縮空氣除去粉塵，再用清水沖洗干凈。

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　　4.1.1.2 樹脂灌注粘合劑現(xiàn)場調(diào)配：將甲、乙組分別按2.5:1的比例混合攪拌，每次混合的數(shù)量以60min的施工涂刷量為限。 本文來自123

　　4.1.1.3 混凝土表面涂抹：當(dāng)混凝土表面呈濕潤狀而沒有多余積水時(shí)，用泥工刷（或合適的動(dòng)力噴涂設(shè)備）將調(diào)配好的樹脂灌注粘合劑沿裂縫兩側(cè)各75mm均勻涂抹，在第一層仍是濕潤時(shí)，均勻涂抹第二層。 123,123

　　4.1.1.4 水泥砂漿抹面：施工完成后，檢查施工質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)修補(bǔ)。用1:2水泥砂漿抹平、養(yǎng)護(hù) 內(nèi)容來自123456

　　4.1.2裂縫修補(bǔ)施工工藝流程（b≥0.2mm）：

　　混凝土表面處理——樹脂灌注粘合劑現(xiàn)場配制——埋設(shè)灌漿嘴——裂縫密封——灌漿——保壓固化

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　　4.1.2.1 混凝土構(gòu)件表面處理：對于縫寬b≥0.2mm的裂縫，先用硬毛刷沾高效洗滌劑或丙酮，刷除表面油垢污物，找出所有裂縫，用鋼絲刷打毛裂縫兩側(cè)各50mm寬，去掉1～2mm厚表層，用壓縮空氣除去粉塵，再用清水沖洗干凈。 123456

　　4.1.2.2 樹脂灌注粘合劑現(xiàn)場配制：將甲、乙組分別按2:1（體積比）的比例混合攪拌，每次混合的數(shù)量以20min的施工量為限。

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　　4.1.2.3 埋設(shè)灌漿嘴：用抹刀將少許膠抹在灌漿嘴底面，將灌漿孔對正裂縫中心稍加力按壓，使膠從底面的四個(gè)小孔中擠出，并用膠將座的底板包覆。沿縫的走向每米布置約3個(gè)灌漿嘴，裂縫端部、分岔處、較寬處等應(yīng)設(shè)置灌漿嘴。 copyright 123456

　　4.1.2.4 裂縫密封：用封口膠沿裂縫走向密封50mm寬的范圍，厚度2mm左右，盡量一次完成，避免反復(fù)涂抹，密封完成后，讓封口自然固化。

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　　4.1.2.5 灌漿：灌漿一般應(yīng)按由寬到細(xì)，由一端按灌漿嘴順序進(jìn)行。從第一個(gè)灌漿嘴灌注，待下一灌漿嘴出漿后關(guān)閉本灌漿嘴，再進(jìn)行下一個(gè)灌漿嘴繼續(xù)壓力灌注，依次進(jìn)行。全部注滿后應(yīng)繼續(xù)穩(wěn)定壓力一定時(shí)間，最后關(guān)閉注漿嘴。

　　4.1.2.6 保壓固化：讓灌注的膠體自行固化，固化后敲掉灌漿嘴，并用砂輪機(jī)把封口膠打磨平整。 內(nèi)容來自123456

　　4.2碳纖維加固工藝流程： 123456

　　放線定位——混凝土表面處理——碳纖維現(xiàn)場剪裁——粘合劑配制——粘貼碳纖維——養(yǎng)護(hù)——表面粉刷 copyright 123456

　　4.2.1 放線定位：按設(shè)計(jì)圖紙要求確定相應(yīng)施工部位，并做好施工標(biāo)記。

　　4.2.2 混凝土表面處理：用硬毛刷沾高效洗滌劑或丙酮，刷除表面油垢污物后用冷水沖洗，再對粘合面進(jìn)行打磨，除去2～3mm厚表層，露出新面，并用無油壓縮空氣吹除粉粒、清理干凈。轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀，圓弧半徑不小于20mm。

　　4.2.3 碳纖維現(xiàn)場剪裁：按設(shè)計(jì)要求碳纖維規(guī)格、尺寸進(jìn)行現(xiàn)場剪裁，執(zhí)行《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》工藝施工。

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　　4.2.4 粘合劑配制：JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠為甲、乙兩組份，使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量檢驗(yàn)，質(zhì)量檢驗(yàn)合格以后方可使用。按甲:乙=4:1的比例分別用容器稱出（按一次應(yīng)用量），然后放在一起攪拌，直到膠干稀均勻、色調(diào)一致為止。注意的是，攪拌好的JGN結(jié)構(gòu)膠一定要固化前用完，每次混合的數(shù)量以20min的施工量為限。 內(nèi)容來自123456

　　4.2.5 貼碳纖維：粘貼碳纖維前先用丙酮清洗混凝土表面，待丙酮揮發(fā)后，用抹刀將配好的JGN膠同時(shí)均勻涂抹在碳纖維和混凝土構(gòu)件表面，將碳纖維貼于預(yù)定位置，采用專用的滾筒順纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使膠層充分浸透碳纖維。 123456

　　多層粘貼時(shí)應(yīng)重復(fù)上述步驟，并宜在纖維表面的結(jié)構(gòu)膠指觸干燥后盡快進(jìn)行下一層粘貼。在最后一層碳纖維表面均勻涂抹結(jié)構(gòu)膠。 內(nèi)容來自123456

　　4.2.6 養(yǎng)護(hù)：JGN型結(jié)構(gòu)膠在常溫下（5~20℃），24h即可固化，3d后（72h）即可承受設(shè)計(jì)使用荷載，若溫度較低時(shí)，可采取紅外線燈加熱，以使JGN膠盡快固化。 內(nèi)容來自123456

　　4.2.7 表面粉刷：在粘貼碳纖維施工完成，通過驗(yàn)收合格后，在碳纖維表面做水泥砂漿保護(hù)層（抹灰2cm）。

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　　5 試驗(yàn)驗(yàn)證 123,123

　　我們選加固后的梁、板進(jìn)行原位試驗(yàn)，并且測量其撓度，發(fā)現(xiàn)加固后梁的剛度很好。強(qiáng)度比正常梁的強(qiáng)度大10%。 copyright 123456

　　6 結(jié)論與建議

　　6.1 建筑物出現(xiàn)裂縫應(yīng)及早進(jìn)行修補(bǔ)處理，否則可能會(huì)引起鋼筋的銹蝕，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。 123456

　　6.2 裂縫的修補(bǔ)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況來選擇合適的方法和修補(bǔ)材料，裂縫寬度不同，所使用的修補(bǔ)材料和施工技術(shù)也應(yīng)有所不同。 123456

　　6.3 碳纖維目前在結(jié)構(gòu)加固中應(yīng)用較多，它具有強(qiáng)度高、施工方便、加固效果好等特點(diǎn)，通過本工程的實(shí)踐來看，碳纖維是加固混凝土梁板的一種有效方法，應(yīng)給予大力推廣。 123,123