碳纖維布加固施工方案及流程
碳纖維材料用于混凝土結構加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。我國的這項技術起步很晚，但隨著我國經濟建設和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當一部分由于當時設計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規(guī)范使用的需求，亟需進行維修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補結構技術是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結構加固技術,譽為:加固補強新斗士。
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碳纖維加固與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設施，施工質量易保證，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關注。
(1)抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍。
(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。
(3)耐久性好，可阻抗化學腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。
(4)施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質量易于保證。
(5)適用范圍廣，混凝土構件、鋼結構、木結構均可進行加固?？纱蠓忍岣邩嫾某休d能力、抗震性能和耐久性能。
用途：
·混凝土結構物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
·隧道、港灣設施、煙囪、倉庫、廠房的加固。
·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構造物的防護和加固。
碳纖維加固法可用于混凝土結構抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強。
將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強材料(單向連續(xù)纖維);用環(huán)氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。
工藝流程可以歸納為：施工準備→放設施工線→基面處理→刷抹漆底膠→刮膩子→粘貼碳纖維布→表面養(yǎng)護→涂刷碳纖維膠。
1.混凝土表面處理
①、將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈。
②、對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分，進行修補、復原。
③、裂縫修補：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
④、打磨：將構件表面凸出部分(混凝土構件交接部位、模板的接槎等)打磨平整，修復后的構件表面盡量平順。
⑤、清洗打磨過的構件表面，并使其充分干燥。
2.缺陷部位涂刷底膠將配好的底膠(粘結劑)，用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。
3.構件表面殘缺面的修補。用環(huán)氧膩子對構件表面殘缺面的修補是十分重要的一步，要點如下：
①、膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規(guī)定比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。
②、構件表面凹陷部位用環(huán)氧膩子填平，修復至表面平整。在殘缺修補中使用環(huán)氧膩子時，要在氣溫-5℃以上，相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，應再用砂紙打磨平整。
4.涂刷底膠：將配好的底膠(粘結劑)，用滾筒均勻涂刷于需要粘結的砼表面。
5.粘貼碳纖維：粘貼碳纖維材料之前，首先應確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對濕度RH>85%時，如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料，每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞，材料的裁切數量應按當天的用量裁切為準。碳纖維接頭必須搭接100mm以上。該部位應多涂樹脂，其施工工藝要點如下：
①、粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調和量應以在可使用時間內用完為準。
②、粘貼時，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣?？捎霉ぞ哐刂w維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。
6.養(yǎng)護粘貼碳纖維材料后，需自然養(yǎng)護1-2小時達到初期固化，應保證固化期間不受外界干擾和碰撞。
7、涂裝。若加固補強構件需要防火時，可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應在樹脂初期固化后進行，并應遵守所用涂料的相關標準和施工規(guī)定。
1)碳纖維單向織物布復合材,200克,250克,300克,以及碳纖維條形板
2)S玻璃布,(玄武巖布),單向織物(布)復合材,300克--450克
3)E玻璃纖維單向織物(布)300克--450克
4)改性環(huán)氧樹脂,用于粘貼纖維布碳素纖維加固材料是高強度碳纖維單向排列,用微量的樹脂浸滲后作為混凝土的修復補強材料，其抗拉強度大約是鋼筋的10倍，并且具有重量輕、高彈性、高強度、高耐久性等特性。目前常用的碳纖維加固材料有國產的上海悍馬,進口的有日本東麗,臺灣重億,美國赫氏Hexcel,新日本石油等
主要機具有砂輪切割機、角磨機、滾刷等，一般在2～4臺即可滿足工程要求。
每100平米面積碳纖維加固安排4名技術工人、6名普工。碳纖維布的施工應由具過硬施工工藝技術的專業(yè)施工隊伍完成，并應精心組織、精心施工.
1.所有進場材料，包括悍馬碳纖維材料和膠粘劑材料，必須符合質量標準，并具有出廠產品合格證，符合工程加固補強設計要求。
2.碳纖維材料在運輸、儲存中不得受擠壓，以免碳纖維受損，也不得直接日曬和雨淋，膠結材料應陰涼密閉儲存。
3.各工序的施工質量，由技術人員負責指導、監(jiān)督，每一道工序完成后提請技術員檢查、認可后，才能進行下道工序。
4.涂底層涂料應涂刷均勻、不得漏涂，嚴禁在不適合氣溫條件下施工，添加溶劑稀釋后的涂料應在規(guī)定時間內用完。溫度低于7℃，相對濕度RH<85%，混凝土表面含水率在8%以下，無結露現(xiàn)象時，必須使用改性環(huán)氧樹脂。
5.構件表面殘缺修補構造物表面小孔、內角必須用環(huán)氧膩子修補平整，膩子涂刮后，表面仍存在的不平糙紋，應再用砂紙磨平。
6.粘貼碳纖維
①貼碳悍馬碳纖維材料時須符合下述條件：a、碳纖維材料應按規(guī)定裁切。b、氣溫、空氣濕度、構件表面含水率等符合要求。c、底層涂料及膩子達到指觸干燥(樹脂表面達到固化硬結)。d、粘結樹脂的類型與施工時的氣溫適合，主劑和固化劑、固化促進劑應按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調和量應在規(guī)定時間內用完。
②碳纖維粘貼的質量檢驗標準：a、下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。b、碳纖維粘結嚴實。c、對于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10個可認為合格;若每平方米在10個以上，則認為不合格，需進行補修。對于直徑在30mm以上的空鼓，只要出現(xiàn)，即認為不合格，需進行補修。d、順纖維方向搭接長度不小于100mm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上，層間必須錯開至少250mm。e、碳纖維材料規(guī)格，粘貼位置、長度、寬度、纖維方向、層數符合規(guī)定。
7.技術標準：《混凝土結構加固設計規(guī)范》GB50367-2011。
碳纖維加固，只要設計合理，與一般的粘貼鋼板法比較費用差不多，但碳纖維加固法施工便捷，工效高，沒有濕作業(yè)，不需現(xiàn)場固定設施，施工占用場地少，在施工工期、施工條件方面具有明顯的優(yōu)勢。碳纖維加固法加固效果好，高強高效，適用面廣，質量易保證，耐腐蝕及耐久性能。采用碳纖維加固修補后，基本不增加原結構自重及原構件尺寸。碳纖維加固具有輕質、高強、抗腐蝕、耐老化、耐久性好、物理性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)點。其抗拉強度是同等截面鋼材的7-10倍。用碳纖維加固材料修復補強混凝土結構是近來發(fā)展而成的新型工法，與混凝土結構形成一體共同工作，利用碳纖維材料的抗拉強度達到的增強構件承載能力及剛度的目的。這項技術具有施工簡便快捷、安全可靠、耐久性好，能適應各種復雜的結構外形，不影響原結構的外觀等諸多優(yōu)點。已在混凝土結構抗震修復加固補強工程中得到廣泛的應用。

“偷工減料”現(xiàn)象在各個行業(yè)都不是一件罕見的事情，對于加固用的碳纖維布來說，我們總會碰到劣質產品，到底這些產品劣在哪里？哪里暗藏你一眼看不穿的東西？今天，小悍總結了碳纖維布可能出現(xiàn)問題的地方，現(xiàn)時現(xiàn)地教你練就“火眼金睛”，不再上當受騙。
▋ 碳纖維布的抗拉強度標準值、彈性模量和極限伸長率不達標
國家規(guī)范規(guī)定，對碳纖維布I級抗拉強度≥3400MPa，受拉彈性模量≥2.3x105MPa，伸長率≥1.6%，這三項數據是碳纖維高強性能的保障，碳纖維布在承重結構中的應用，其粘結加固能力與這三項數據有著顯著的相關性，還可以通過此判斷在碳纖維布的生產過程中是否存在欠缺的地方。
▋ 碳纖維布單位面積質量偏差過大
對于一般人工粘貼的碳纖維布，其單位面積質量≦300g/m2,碳纖維布單位面積質量允許偏差為±3%。
為什么要嚴格控制碳纖維布單位面積質量？主要是因為織物太厚時，室溫固化型結構膠將很難浸潤和滲透，極易因纖維內部缺膠或膠液分布不均而嚴重影響碳纖維復合材料的粘結性能，致使被加固的結構安全得不到保證。
▋ 碳纖維布的K數不合格
我們知道，加固工程用的碳纖維布是嚴禁使用大絲束碳纖維替代的。然而，目前市面上生產碳纖維布的廠家利用行業(yè)對碳纖維K數的不熟悉，大量以15k、18k、24k、36k，甚至48k的碳纖維來冒充12k，致使粘結質量嚴重下降。
關于碳纖維布K數的準確識別方法，小悍在《碳纖維布的價格裸，但我知道你會買更貴的那個》一文中有詳細介紹，想要了解的朋友可以點擊前往觀看。
▋ 玄武巖纖維冒充
結構加固用的碳纖維，嚴禁使用玄武巖纖維來代替。
由于玄武巖纖維抗拉強度低、彈性模量較低、耐堿性不如碳纖維、耐久性不強等原因，玄武巖纖維被禁止在加固工程中使用，但在實際加固工程中，一些玄武巖纖維常常被染制成近似于碳纖維制品的顏色，必須注意鑒別，防止勿用造成結構安全隱患。
關于如何辨別玄武巖纖維，大家可以看看《玄武巖纖維用于結構加固？后知道真相的我眼淚流下來》。
▋ 碳纖維布缺緯、脫緯、斷經
嚴重的外觀缺陷，將會顯著影響結構、構件的受力性能或耐久性能，不是小問題。
▋ 碳纖維布尺寸偏差過大
碳纖維布長度偏差允許值為±1.5%，寬度偏差允許值為±0.5%。過大的尺寸偏差可能影響結構、構件的受力性能。碳纖維布的尺寸控制的越好，越能保證施工質量符合結構加固后的安全使用要求。
對加固負責，是一個碳纖維布生產廠家基本的要求。在市場的競爭中，加固材料企業(yè)不能停留在價格戰(zhàn)的思維，俗話說“一分價錢一分貨”，產品要賣很低的價格，商家就會不擇手段降低成本，一定會偷工減料。而加固材料企業(yè)現(xiàn)在要考慮的是，跳出價格門檻，怎樣用更先進，更安全的加固材料去保證結構加固的效果得到提高。

我們知道碳纖維布分為單向布和雙向布，用在建筑加固上的為單向布，那么，單向碳纖維布是如何成型的？
將大量的破纖維長絲沿一個主方向(通常是經向)均勻平鋪,用較少的破纖維絲將主方向上的碳纖維絲編織在一起,形成較薄的、以主方向上纖維受力的碳纖維織物。碳纖維單向織物的織造方法有多種,常見的有3種,即機織單向織物、無緯單向織物和整編單向織物。
機織單向織物是用徳國織機織造的,一般為徑向單向織物。無緯單向織物,即一般認為的單向織物,例如UD織物實際是一種預浸片材,是用特殊設備將碳纖維垂直交又鋪放為西層或多層,再用樹脂粘合,或者復合成一層薄膜、離型紙、纖維網格等。縫編單向織物是用徳國的縫編設備將纖維紗線按一個方向排列,用聚酯紗線縫編而成的織物。
單向碳纖維布經常被用來對混凝土、鋼或其它材料構件進行修復、加固和翻新。其抗拉強度可以達到3500MPa以上,為普通建筑用鋼材的十幾倍,而比重為1.8kg/m3,僅為鋼材比重的四分之一。
簡單一句話概括就是,碳纖維材料是一種高強輕質的高性能材料。
在加固鋼筋混凝土技術所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維布,二是粘貼材料，如悍馬碳纖維布，悍馬碳纖維膠。這門技術是將碳纖維布粘貼在鋼筋混凝土構件受拉表面,使強度非常高的破纖維布和結構構件有機結合形成整體,共同受力,從而達到修補裂縫或提高構件承裁力的目的。常用規(guī)格是12k 200g/m2和12k 300g/m2。
據了解碳纖維布加固技術在90年代在我國建筑工程和橋梁隧道工程領域中開始被應用，在早期其加固費用昂貴，碳纖維布加固技術的發(fā)展被限制，隨著我國科技實力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價不斷降低，使的碳纖維布加固技術日益成熟，其應用領域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應用領域中得到了全面推廣。
碳纖維布加固混凝土柱：
采用碳纖維布對混凝土進行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強度和對混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁：
根據實驗研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：
1、界限破壞，當碳纖維和鋼筋的配置率適當，在受壓混凝土達到極限應變的時候，受拉區(qū)纖維剛好達到極限強度，此時材料的強度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達值；
2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區(qū)混凝土被壓壞，碳纖維未達到極限應變；
3、少筋破壞，受拉鋼筋先達到屈服，然后碳纖維片材超過極限拉應變，并達到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時受壓區(qū)混凝土尚未破壞；
4、超筋破壞，加固量過大，受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土被壓壞；
5、粘接破壞，在達到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產生剝離破壞。
與此同時，碳纖維布加固在工程中已經有了很多的應用，卡本碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個共同病害就是混凝土結構出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產生氧化，從而導致銹蝕，應對裂縫進行修補。對裂縫進行修補過后，在采用碳纖維布進行加固，大致過程如下：
1、首先按照圖紙要求進行定位放線；
2、采用硬毛刷對混凝土表面進行清理并將轉角處打磨成圓弧狀；
3、按設計要求裁剪碳纖維布；
4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對碳纖維布進行防護；
5、待膠固化后，對粘貼碳纖維布進行驗收。
總而言之，碳纖維布加固技術與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點，為結構安全保駕護航。與此同時，碳纖維布加固除了對開裂的梁板進行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復工程中應用。

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。
碳纖維布又稱碳素纖維布、碳纖布、碳纖維編織布、碳纖維預浸布、碳纖維加固布、碳布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材（預浸布）等 。碳纖維布用于結構構件的抗拉、抗剪和抗震加固。
碳纖維板加固法是用粘結劑把碳纖維板粘貼在混凝土構件受力部位，和基體疊合為一體，從而達到加固目的的一種施工方法。通常用在混凝土橋面板、橋墩、梁、柱、煙囪以及隧道襯砌等構件的抗彎補強、抗剪補強以及防止混凝土開裂、剝落等工程中。
和大家一起了解碳纖維布與碳纖維版的不同：
1、性能區(qū)分
碳纖維布強度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固構件自重及截面尺寸。適用面廣。
碳纖維板加固具有強度高、重量輕、易于施工、耐久性好等優(yōu)良特性。
2、使用范圍區(qū)分
碳纖維布廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結構類型、結構形狀的加固修復和抗震加固及節(jié)點的結構加固。碳纖維板可用于條件嚴酷、場地狹窄混凝土結構的維修、加固工程中。
3、加固方法區(qū)分
碳纖維板加固法
a、施工準備，清理障礙物；
b、清理粘碳纖維板混凝土結構面；
c、配制粘鋼膠，嚴格按照配套樹脂的主劑、固化劑所規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調和量不應過多，以在可使用時間內用完為準；
d、粘貼碳纖維板，洗干凈碳纖維板前后面，均勻的涂抹于混凝土表面和碳板表面，粘貼后用手捶沿粘貼表面輕輕敲擊，如無空洞聲則表明粘接密實，否則應取下碳板重新補膠進行粘貼；
e、固定碳纖維板，若發(fā)現(xiàn)有縫隙或缺膠，應補膠填滿；
f、表面防護處理，；
g、報驗；
碳纖維布加固法
a、施工準備：擬定施工方案和施工計劃，應對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機具等作好施工前的準備工作。
b、混凝土表面處理：清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層，并用修復材料將表面修復平整。按設計要求對裂縫進行灌縫或封閉處理。
c、涂刷底膠：按供應商提供的工藝規(guī)定配制底層樹脂，將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。在樹脂表面指觸干燥后立即進行下一步工序施工。配制找平材料并對不平整處修復，對混凝土表面凹陷部位用找平材料填補平整，轉角處應用找平材料修復為光滑的圓弧。
d、找平處理：進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維片材前，要按照設計圖紙進行放線定位;
e、配制并涂刷結構膠粘劑：
用攪拌器攪拌至色澤均勻。在攪拌容器內及攪拌器上不得有油污和雜質。應根據現(xiàn)場實際溫度確定膠粘劑的拌合量，并按要求嚴格控制使用時間。
f、粘貼碳纖維片材。