碳纤维加固精选(九篇)

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第1篇：碳纤维加固范文

关键词：碳纤维 加固 分析

Abstract: This article briefly the bridge carbon fiber reinforcement technology of.

Keywords: Carbon fiber reinforcement analysis

中图分类号：TQ327.3 文献标识码：A 文章编号：

自上世纪七十年代末，欧洲进行纤维增强复合材料（FRP）在土木工程应用研究以来，具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料（CFRP）应用更多。混凝土桥梁结构的粘贴碳纤维板技术在加固中具有不中断交通，且工期短，人工少的优点。所以扩展该项技术开展了配有大偏心CFRP体外束预应力混凝土连续桥梁体系应用研究，是本世纪新型桥梁建设方向之一。

一、碳纤维材料的基本特性

碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。

1、碳纤维片材。

片材碳纤维材料的拉伸强度在（2400—3400）Mpa之间，与普通碳素钢板拉伸强度为240Mpa相比，片材的拉伸强度很高。

片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维片材依力学性能分成高模量，高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。

相比之下，碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定，本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀，有良好的耐寒和耐热性。

2、配套树脂类粘结材料。

混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；油灰，用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材；浸渍树脂或粘结树脂，前者用于碳纤维布粘贴，后者用于碳纤维板粘贴。

浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键，因此，树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土拉伸和剪切强度。

就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度（10-40）摄氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能是完全适合混凝土桥梁的加固工作。

二、碳纤维加固补强的施工工艺

1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理

1.1将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位，检查外露钢筋是否有锈蚀，并进行必要的处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分进行修补复原；

1.2裂缝修补。缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；

1.3将表面凸出的部分（模板的段差等）打磨平整，修复后的段差尽量平顺。用磨光机把棱角磨成半径大于30mm的圆角；

1.4清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

2、底层涂刷（底层涂料具有较强的渗透性，可渗入砼面内）

2.1把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器拌均匀，一次调和量应在可使用时间内用完为准；

2.2用滚筒刷均匀的涂刷底层涂料；

2.3底层涂料固化后，表面有凸起部分时要用砂纸磨光；

2.4注意在气温小于5摄氏度，相对湿度大于85，砼表面含水率在8以上，有结露可能而无可靠保证措施时，均不得施工。

3、环氧腻子对构件表面残缺的修补

3.1构件表面凹陷部分应用环氧腻子填平，修复至表面平整；

3.2内角（段差、起拱等）要用环氧腻子填补使之平顺。

4、贴碳纤维片

4.1为了防止碳纤维受损，在碳纤维片运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受弯折。贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断纤维片，每段长度一般不超过6m；

4.2碳纤维接头必须搭接10cm以上，横向不需搭接；

4.3按规定比例掺配树脂主剂和固化剂，用滚筒刷均匀地涂刷黏结树脂，称为下涂；

4.4贴片时，在碳纤维片和树脂之间尽量不要有空气，可用罗拉沿着纤维方向在碳纤维片上对此滚压，使树脂渗入碳纤维中。

5、养护

粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。

6、涂装

根据需要可在树脂固化后加固补强构件表面，涂刷耐火涂层和色彩。

三、碳纤维（片材）加固处理要点

在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序进行加固施工。

1、破损面混凝土表面处理：清除补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。

2、按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15mm，利用打磨机将期表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另处，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。

3、涂刷底层树脂：用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面干燥时即进行下一道工序施工。

4、找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。

5、粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。如超过60min，则应等12h后，再刷粘结剂粘贴下一层。

6、在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

四、对碳纤维加固补强技术的展望

碳纤维用于砼结构的修复补强虽然时间不长，但发展很快，其主要原因是在于碳纤维片加固存在较多优点：

1、施工简便迅速，无需模板、夹具、支撑等；

2、不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m—300g/m，设计厚度0.111mm—0.167mm，加上环氧树脂的重量也很轻，对结构自重影响可忽略不计；

3、能适应各种结构外形的补强；

第2篇：碳纤维加固范文

关健词：碳纤维 加固 施工技术

碳纤维复合材料具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点，碳纤维片加固补强混凝土结构的应用研究始于20世纪80年代美国、日本等发达国家，进入20世纪90年代中后期我国的许多科研机构和企业也相继进行了这方面的试验研究。

碳纤维(CFRG)加固修复混凝土结构技术是一项新型、高效的结构加固补强技术,比传统的结构加固方法优越.它利用树脂类胶结材料将碳纤维物(布)粘贴于混凝土表面,达到对结构构件补强加固及改善结构受力状况的目的.碳纤维材料高强高效,重量轻,厚度薄,适用面广,施工便捷,施工质量易保证,有良好的耐久性和抗腐蚀性.

目前，在我国的北京、上海、天津、江苏、福建等许多地区的桥梁和工民建工程中得到了广泛的应用。其中有些是由于意外事故而导致结构或构件的承载能力而需补强加固的；有些是由于混凝土强度或配筋不足而需补强加固的；有些是由于结构或构件达到或接近使用年限而需加固的；还有部分建筑是未进行抗震设防的，满足不了《建筑抗震鉴定标准》GB50023-95要求，需进行抗震加固。

一、碳纤维片加固特点

1、高抗拉强度、高弹性模量。

2、施工方便，无需任何夹具、模板，能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸，可多层粘贴，并能有效地封闭混凝土的裂缝；

3、耐腐蚀及耐久性能好。

4、不增加结构自重。

适用范围：适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构件的加固补强。

加固机理：利用专用环氧树脂将抗拉强度极高的碳纤维片粘贴于混凝土结构表面，并与之形成整体，共同工作。

二、碳纤维加固结构施工特点

碳纤维加固结构技术是利用碳纤维材料的特性，将碳纤维粘贴在结构表面，从而起到对结构的加强作用。 在实际施工过程中，碳纤维既可以单层粘贴也可以多层粘贴，还可以缠绕.对于各种不同类型的节点、不规则的部位，都可用碳纤维进行加固处理。 在桥梁加固运用中，可粘贴在混凝土梁的顶面或底板上，用以提高梁的挠曲强度和刚度；也可粘贴在梁的腹板上，用以提高其抗剪强度；还可以将碳纤维缠绕在节点部位以满足抗震设计的要求，具有高强高效、施工便捷、周期短等特点。在碳纤维结构技术应用中，影响加固质量的因素主要有两方面，一是碳纤维材料的抗拉强度，二是粘贴碳纤维材料用粘结剂的剪切强度。 碳纤维和混凝土的粘结质量直接影响加固效果。 加固后，碳纤维与混凝土之间不能有气泡，不能起鼓。 另外，碳纤维布是一种可任意曲折的纤维布材料，施工不受加固长度的影响，适应面广。以上优点将使碳纤维加固结构技术在国内未来的加固行业中起着越来越重要的作用。

加固施工工艺流程如下:基层处理涂刷结构胶粘贴碳纤维检查与修补。

三、 施工工艺及施工方法

在碳纤维加固施工前，应尽可能地卸去部分荷载，使碳纤维粘贴施工时结构或构件承受的荷载作用减小到最小程度。其加固施工工序为：混凝土基底处理涂底层涂料用环氧腻子进行残缺修补贴碳纤维片养护涂装完工验收。

1、混凝土基底处理

（1）裂缝处理。宽度小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂抹封闭；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。“革历博”抗震加固的大梁大部分都有宽度不一的裂缝，最大裂缝达到 1mm以上，为此我们对所加固的主梁首先进行了压力灌胶处理。

（2）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净，达到结构密实部位，使其表面平整。

（3）检查外露钢筋是否锈蚀。如有锈蚀，需进行必要处理。

（4）对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分，用环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整。

（5）将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的段差等）打磨平整，修复后的段差要尽量平顺；棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径须≥30mm。

（6）结构或构件表面打磨后，用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉，或用水及酒精清洗，并使表面充分干燥。“革历博”工程施工中我们使用吹风机将灰尘清理后又用酒精进行清洗。

2、 涂底层涂料

（1）把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器搅拌均匀；一次调和量应在可使用时间内用完。

（2）用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土表面，指触干燥后（一般养护3～24小时）才能进行下一道工序的施工。

（3） 底层涂料指触干燥或固化后，表面上的凸起部分（一般类似结露的露珠一样）要用砂布或角磨机磨平。

3、用环氧腻子进行残缺修补

（1）构件表面凹陷部位应用环氧腻子填平，并修复至表面平整、顺滑。

（2）内角（段差、起拱等）要用环氧腻子填补，使之平顺。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。

4、 粘贴碳纤维片

（1）树脂的主剂和固化剂应按规定的比列称量准确，装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。

（2）纤维顺长方向片材的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂树脂，脱泡、树脂操作按正常进行。在片材宽度方向不需要搭接。

（3）贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘贴用环氧树脂，称为下涂。贴片时，在纤维片和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，使树脂渗浸进纤维中。

（4）纤维片施工30分钟后，用滚筒刷均匀涂抹粘贴用环氧树脂，称为上涂。如需多层粘贴则重复3.4.1～3.4.4步骤，并保证底层粘贴的碳纤维片上涂已指触干燥，才能粘贴下一层。

（5）最后一层碳纤维的上涂应涂刷均匀、周边整齐。

5、养护

（1） 碳纤维片施工后，应进行养护，保证养护期间的温度不低于专用粘结剂的允许使用温度。

（2）养护期一般在1～2周内。

（3）对施工部位应进行遮挡封闭养护，防止风吹、雨淋或有可能人为扰动造成损坏。

6、 表面涂装

对于有外观装饰要求的结构或构件，可在粘贴后的碳纤维表面涂刷基于环氧基底的涂料或喷沙抹灰后涂刷常规涂料。

四、 施工主意事项

（1）气温在5℃以下、相对湿度RH>85 %、混凝土表面含水率在8%以上、有结露的可能时，无有效措施不得施工。

（2）由于碳纤维片为电的良导体，应使其远离电源。

（3） 施工用各种树脂远离明火，并避免阳光直射。

（4）施工及检查人员应穿防护工作服，配戴口罩、手套、防护眼镜等防护用品。

（5）施工现场通风状况良好。

（6）当树脂粘附在皮肤上时，应立即用肥皂水冲洗，溅入眼内用清水清洗或及时就医。

第3篇：碳纤维加固范文

关键词：碳纤维;加固技术

Abstract: the service life of the bridge will be because of the bad natural environment and not reasonable use and were greatly shorten, at the same time, the extent of damage the body itself bridge will also be increased due to various reasons and deepening. The construction of the bridge than in cost, to reinforce the bridge maintenance more economical. In-depth study of bridge reinforcement technology, especially the bridge CFRP and therefore has very important practical effect.

Keywords: carbon fiber; Reinforcement technique

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

在加固维修旧桥方面，我国已经积累了相当丰富的经验，其方法主要有加大截面加固、预应力加固以及喷射混凝土加固等方法，碳纤维加固技术是一种全新的桥梁加固维修技术，比之于传统的加固方法具有着非常大的优势。

1、 碳纤维加固桥梁的优点

作为一种被研发的新型加固材料，碳纤维的形成过程是高温碳化聚丙烯之后的结果。在补强混凝土结构方面，自身的性质使碳纤维的补强效果非常显著。按照不同的形状可将碳纤维分为：短纤维、片材以及棒材三类；在力学性能上的划分又可以将碳纤维分为：中等弹模量纤维、高弹性模量纤维以及高强度纤维等。碳纤维对桥梁的补强原理是，在混凝土上，通过使用高强度的粘合剂，将碳纤维棒材和碳纤维布粘到上面，最终使补强的目的通过它们共同作用的手段实现。高弹性模量和高强度是碳纤维材料所具备的特点，因此其他的加固材料无法具有碳纤维对桥梁进行加固时的一些优点。首先是碳纤维的高效高强特点。物理学中高弹性模量和高强度的优异性能，使桥梁构件的承载力在通过碳纤维材料进行加固补强时，得到了充分的提高，进而使桥梁得到了充分的加固。其次，由于与酸碱盐等物质不易发生化学反应，碳纤维材料具有极佳的耐腐蚀性。碳纤维材料所独具的优势和特点就是极其稳定的化学性质，持久性和耐腐蚀性是经过碳纤维材料加固补强后建筑物新具有的特点。再次，构件的体积和自重不会因为碳纤维材料的加固补强而增加。建筑物的质量在经过质量很轻的碳纤维加固后不会有明显增加，自身的承载力也不会被减弱，同时建筑物的使用空间也不会受到影响。同时，碳纤维材料对桥梁的加固补强施工更为便利。由于质量较轻的特点，碳纤维材料的施工过程完全不需要大型机械，具有较高的工作效率、较小的占用空间及简单方便的操作程序。最后，碳纤维材料具有极好的耐寒耐热性，在-55℃~84℃之间复合材料不会降低其强度，混凝土补强试件经历51℃~-19℃，经过3小时内循环浸渍10次，不会降低其抗弯曲强度；耐酸、耐碱性，3个月浸渍在10%硫酸液或300个小时浸泡在41℃的氢氧化钙饱和盐水中，其强度均不会降低；极强的耐水性，搭接强度和抗拉强度即使在72℃的水中浸渍30天仍不会降低。

2、 碳纤维加固桥梁的技术要点

首先需要明确碳纤维加固补强桥梁时的应用范围。具体体现在：桥梁受压构件的加强、截面承剪的加强、加强斜截面承载力、补强剪力构件正截面承载力以及桥梁承受弯矩承载力的补强等。进行加固施工时的技术要点有一下几点：第一要充分做好施工前的准备工作，对建筑物的计算分析研究要在加固开始前进行，比如相应设备的配备、构件特点以及加固层数等，以保证顺利进行加固工作；第二，为使加固效果得到保证，相关的处理对于加固部位而言是必要的。比如打磨消光混凝土部位；当施工环境较为潮湿时，应将加固部位表面的灰尘予以去除，处理过程以干燥为宜；第三，为了更加有效密切粘合混凝土构件和碳纤维布，对底层刷涂树脂的工作应在碳纤维布粘贴时同步进行。应均匀刷涂树脂，粘结强度适中，使加固构件能够受到其共同作用；第四，施工时应选用专门的粘贴工具进行碳纤维布的粘贴操作，由于粘贴效果会受到粘贴过程中出现的气泡影响，为将其中的气泡挤出，可平顺粘贴碳纤维布或是抹平时用侵润过的树脂，当碳纤维布需要多层粘贴时，上述操作多次重复之后，将聚醋薄膜覆盖其上；第五，适当的处理工作在碳纤维布粘贴完成后进行是必要的，当树脂凝固后，可将防晒漆或是防火漆涂刷在碳纤维布的表面，使黏合的持久性增加，避免树脂老化脱落。

2.1 碳纤维片材加固桥梁的方法

通过碳纤维片材的粘贴加固桥梁时，首先需要再需要加固的混凝土表面上涂刷较薄的底层涂料，这样可以使胶接性能及混凝土表面强度同时得到提高和强化，从而使碳纤维片与混凝土之间的粘结性得到提高。找平工作应在底层涂料干燥后用找平材料进行，良好的触变性能和施工性能是找平材料的特点，只有紧密接触的混凝土表面与碳纤维材料，才能使补强效果达到预期。在处理后的混凝土表面粘贴碳纤维材料时，粘合剂应选用环氧树脂，这样可在一定范围内控制其粘度。之后沿顺纤维方向使用专用滚筒进行多次滚压，使碳纤维布被浸渍树脂完全浸透，气泡被挤除，注意碳纤维布在被滚压时不得造成损伤。对粘贴质量的检查方法，可以通过对碳纤维片材表面进行手压，或是用小锤轻轻敲击等。弯折碳纤维片材的现象在施工时应尽量避免。

2.2 碳纤维棒材加固桥梁的方法

由于自身所具备的特性，碳纤维棒材在加固桥梁时的作用主要体现为：补强正截面承载力时，比较适宜的采用方式是植筋方法，先适当处理抗弯能力无法满足需求的正截面，之后进行加固；补强截面承剪和斜截面抗弯时，同样采用植筋方式进行，在梁体内和梁的侧表面应力迹线一致处，凿出沟槽，将碳纤维棒材放入其中，封闭材料为环氧树脂混凝土。

3、 碳纤维加固设计的方法和原理

目前在碳纤维加固设计时的计算方法，是按照一定的标准将碳纤维布近似换算成一定用量的钢筋，然后理论分析的方式以传统钢筋混凝土受力分析模型为基础进行。在设计中对钢筋混凝土有如下的假设：第一是忽略不计受拉区混凝土的作用；第二在粱受弯时，碳纤维、钢筋及混凝土应变符合平截面假定，即平面变形假设的条件应被碳纤维加固混凝土受弯构件截面的应变所满足，相同位置处混凝土与碳纤维和钢筋的应变相同；若完全理想粘结加固所用布，即表示滑移现象没有出现在碳纤维布与混凝土之间。在计算时需要注意的是：40%的幅度应为抗弯承载力在加固后的提高上限，且应对构件的受剪承载力进行验算，以避免受弯破坏未发生时先出现受剪破坏的情况。

4、 结束语

比之于其他的桥梁加固技术，碳纤维材料加固桥梁技术具有不会对原结构造成新的损伤、结构自重几乎不会增加、耐腐蚀性强、较好的适应性以及便于施工等诸多优点，由于我国内地的地震高发区较多，作为防震措施的一种，使抗震性能通过碳纤维材料在震前得到加固，以及通过粘贴碳纤维片材在震后进行加固均可以大力发展。由于耐疲劳、松弛度较低、较高的强度重量比以及较好的耐腐蚀性是碳纤维棒材和绞线的特性，如果碳纤维材料锚固难的问题得到进一步的解决，包括碳纤维材料缆索在索夹处抗折和在鞍槽里抗滑的问题同样得以解决，在碳纤维加固桥梁技术一定会更为广泛地应用到超大跨缆索桥梁上。总而言之，不断发展和完善的碳纤维制造工艺和技术，将在未来的加固桥梁技术中起到越来越重要的作用。

参考文献

[1]贺拴海.任伟.纤维增强塑料加固混凝土结构研究[J].建筑科学与工程学报.2005.22(3):20-24

第4篇：碳纤维加固范文

关键词：碳纤维布；加固 ；结构胶粘剂

Abstract: Based on a practical project in Kunshan, in which the floor’s reverse reinforcing bar is collapsed, this thesis introduces the way of a building floor reinforcement with high power carbon fiber.

Key words: Carbon fiber sheet; Reinforcement; structural adhesives

[中图分类号] TU318 [文献标识码]A[文章编号]

一、前言

在工程施工中，经常由于施工人员野蛮施工，导致楼板负钢筋被踩踏，因而楼板负钢筋保护层厚度过厚，减少板截面有效高度，致使板面负钢筋的承载力达不到设计要求，而导致楼板产生裂缝，楼板板面被破坏，情况严重时将发生重大的工程事故。出现这种情况时，因楼板已施工完成，无法使被踩踏钢筋复位，这就需要结构工程师对这种情况的楼板构件进行加固来满足楼板承载力要求。针对每个建筑物的不同情况选择最佳的加固方案最为关键，然而优先使用先进的加固技术也是较为重要的。碳纤维布是近几年从外国引进的加固材料，具有高强度，高弹性模量，重量轻、耐腐蚀性好的特点，其抗拉强度是普通钢筋的10倍左右。本文将结合工程实例论述碳纤维布加固设计及施工方案。

二、 工程概况

昆山某楼在竣工验收时查出，某区域楼板（楼板厚度为120mm）负钢筋保护层厚度过厚接近80mm-90mm左右，经分析可能是在施工过程中，施工人员未注意将楼板面的负钢筋踩踏下去，故竣工验收时此区域楼板负钢筋保护层厚度不满足要求，需加固楼板，使楼板承载力满足设计要求。根据原结构一层楼面配筋图进行加固设计（本工程有地下室），需板面加固的区域见附图一，阴影区为板面需加固区（负钢筋被踩踏区），本文着重介绍楼板加固设计及施工方案。

附图一

三、加固方案的比较与选择

一层楼板厚120mm，局部为板厚160mm，附图一中阴影区①板面负钢筋配筋为8＠200，阴影区②板面负钢筋配筋为10＠200。因阴影区的负钢筋保护层厚度过厚，使板面负钢筋不能满足原设计的承载力要求，必须加固处理。目前，加固这种楼板常用方法大致有楼板粘贴钢板条、粘贴碳纤维布等方案。每种方案都有其优缺点以及不同的适用范围，下面就对本工程楼板加固的两种方案进行比较和选择。

粘贴钢板条加固方案和粘贴碳纤维布加固方案加固原理基本相似，即在原楼板的负钢筋位置（由于负钢筋被踩踏，楼板负钢筋保护层厚度过厚，导致负钢筋失去原设计承载力作用）用粘贴钢板或粘贴碳纤维布来等强代换原楼板的负钢筋承载力作用。我们选择加固方案时主要从以下几点考虑。1.施工工序和工期：采用粘贴碳纤维加固，施工工序简单、工期短（因为碳纤维布不像钢板本身需要进行防锈蚀处理，且碳纤维布在转角处粘贴时比钢板容易弯折）；2. 加固造价：采用粘贴碳纤维布加固比采用粘贴钢板加固节省25%左右加固造价（本工程楼板支座负钢筋被踩踏处的楼板配筋值不大，若用粘贴钢板法加固，虽然理论计算加固钢板面积少于碳纤维布，但实际要还需满足结构构造措施，所以最后用的粘贴钢板面积并不少于碳纤维布面积，而粘钢板单位造价高出粘碳纤维单位造价的25%）；3．加固效果：两种加固方案都能理想达到原结构设计要求。虽然粘钢板条加固方案对楼板的刚度也有所提高，但本工程楼板刚度已满足设计要求，所以加固效果基本相同。经业主综合考虑和比较，最终选择粘贴碳纤维布加固方案。

四、碳纤维加固楼板的设计

4.1基本假定

采用碳纤维对受弯构件进行加固时，除应遵守现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010正截面承载力计算的基本假定外，尚应遵守下列规定。

1. 碳纤维布的应力与应变关系取直线

式，其拉应力σf取等于拉应变εf与弹性横量Ef的乘积；

2. 当考虑二次受力影响时，应按构件加固前的初始受力情况，确定碳纤维的滞后应变；

3. 在达到受弯承载力极限状态前，加固材料与混凝土之间布置不致出现粘结剥离破坏。

4.2碳纤维布计算方法

首先，利用回弹法对楼板混凝土进行检测，以供加固参考。经检测，混凝土的实际强度为C25。然后根据设计图纸、现场混凝土钢筋被踩踏数量以及踩踏位置，同时考虑碳纤维实际的抗拉应变达不到设计值而引入强度利用系数0.8（经过大量现场试验统计得出的结果）等计算得出，采用0.167mm厚、100mm宽的碳纤维布进行加固，弹性模量不小于210000Mpa,设计强度为2000Mpa。计算得出加固所需的碳纤维布量见下表

楼板加固区 原楼板负钢筋配筋 加固碳纤维布

附图一中①阴影区 8＠200 -0.167x100xL@300

附图一中②阴影区 10＠200 -0.167x100xL@250

注：其中L为碳纤维布长度

本工程楼板加固平面布置图详见附图二。

附图二

一层楼板楼面加固平面布置图中1-1截面加固详图见附图三，反映了碳纤维布粘贴时在楼板支座处遇上障碍（外填充墙）时具体节点加固方法。施工时先将楼板支座处的外填充墙拆除部分（拆除墙体的地方要采取临时支顶措施），使粘贴碳纤维布时能贴到楼板支座处，并如附图三向下延伸一个梁高长度以防碳纤维布端口剥离破坏引起加固失效。同理粘贴四分之一短边板跨长度B后再加上500mm长度同样防止碳纤维布端口剥离破坏引起加固失效而采取的加固构造措施。（附图四至附图八因采取相同的防止碳纤维布端口剥离破坏的加固构造措施，故不再多作解释）。

附图三

一层楼板楼面加固平面布置图中2-2截面和3-3截面加固详图见附图四、附图五，反映了碳纤维布粘贴时遇楼面板不同高低时的碳纤维布加固楼板的节点详图。

附图四

附图五

采用碳纤维布加固楼板负钢筋被踩踏的情况除本工程涉及三种加固情况外，还可能遇上以下几种情况：（1）.实际工程经常遇到的楼板支座（负钢筋位置）无障碍且楼板无高差情况，具体加固节点详图见附图六和附图七；(2).楼板支座（负钢筋位置）处遇到障碍为混凝土反梁，具体加固节点详图见附图八。添加压条可有效防止转角位置碳纤维布剥离。

附图六

附图七

附图八

五、碳纤维布加固施工方案

一般碳纤维布加固施工工艺流程为：加固构件卸荷载―加固构件混凝土表面凿毛处理―涂刷底层树脂―找平处理―粘贴碳纤维布―碳纤维布表面保护处理―验收检查。

碳纤维加固施工需注意以下几点：

1.转角处进行粘贴碳纤维布时，转角外表面处打磨成曲率半径不小于20mm的倒角，以免碳纤维布沿其纤维方向弯折时导致应力集中和纤维丝折断，影响强度发挥；

2.当受弯构件粘贴多层碳纤维布允许截断时，相邻两层碳纤维布宜按内短外长的原则分层截断；外层碳纤维布的截断点宜越过内层截断点200mm以上，并在截断点加设U形箍（梁）或压条（板），这样有助于防止内层碳纤维织物剥离。

3.碳纤维加固施工质量验收检查时，总有效粘结面积不应低于95%；当碳纤维布的空鼓面积小于100mm2时，可采用针管注胶，埋设灌浆嘴或压力罐注胶的方式进行补救。空鼓面积大于100mm2时，宜将空鼓处的碳纤维布切除，重新搭接贴等厚的碳纤维布。碳纤维布沿纤维布方向的搭接长度不得小于200mm。

六、结束语

本工程采用粘贴碳纤维方法加固楼板负钢筋被踩踏的情况，竣工已两年，经定期检查与观测，未发现任何结构异常情况。

碳纤维布具有高强度，自重轻，耐腐蚀及耐久性，施工简单，工时短，具有柔韧性，能包裹复杂外形构件，易于裁剪，适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。加固后能大大提高结构强度和安全系数，是理想的加固材料之一。

参考文献：

[1]混凝土结构加固设计规范（GB 50367-2006）

[2]碳纤维片材加固混凝土结构技术规范

第5篇：碳纤维加固范文

2浙江鼎固建筑技术有限公司 浙江杭州310021

摘要：随着建筑行业迅速发展，所需要的混凝土材料对于工程中也有了更多的要求。作为一种新型的加固技术碳纤维复合材料加固技术， 在施工效率，防腐蚀方面都有非常优秀的性能。

关键词：碳纤维；加固技术；建筑施工；混凝土结构

中图分类号：TU7 文献标识码：A

在投入使用后的建筑工程，使得建筑物会因为各种各样的因素均要进行修复与加固。以体积预加法、钢筋混凝土增厚发、粘钢法等手段为主，在传统的加固修复技术中，而碳纤维加固技术逐步加入到建筑工程的加固修复的队伍中来，随着碳纤维加固技术的成熟。因为碳纤维复合材料高强度、耐腐蚀、耐久性好、密度小等特点，它在各种各样的恶劣环境能够适应。也广泛开始在国内使用这种材料进行加固混凝土。目前，国内市场上主要分为织物和板材两种类型的碳纤维复合材料。

一、碳纤维加固混凝土的特性

碳纤维材料加固技术混凝土构件，是指在混凝土结构的外面将碳纤维材料片粘贴运用树脂粘接剂，通过两者之间的协同作用，形成一种复合材料结构，是一种提高混凝土结构的延展性和承载力的加固修复技术。它的主要特点包括以下几点：

（一）、能够节约成本，施工方便快捷，施工的安全程度得到提高。这主要是由于碳纤维材料它的密度只有普通钢材的 25%，它的密度很低，要远低于普通钢材碳纤维材料的重量，在使用同等体积的材料的情况下，这就使得施工过程中材料运输的难度得到降低。

（二）、可以实现无缝隙粘贴，将碳纤维复合材料与混凝土构件融合成一个整体，混凝土结构预应力提高。在混凝土针对不同的构件加固时，会采用不同的方法。当对建筑物柱体的抗震能力以及承载能力进行加固时，适合使用全封闭式粘贴。由于碳纤维材料的特性而决定了这些不同的加固方式。

（三）、耐久性好以及抗腐蚀性，各种复杂的环境都能够适应，特别是各种工业厂房中广泛存在一些化学气体的混凝土加固，由于自然环境所引起的混凝土结构损害得以避免。

（四）、拉伸强度高，其具备普通钢材的十几倍的拉伸强度，可以大幅度使得混凝土构件的承载能力提高。它目前已经达到了 7.0GPa的抗拉强度，是一种性能非常好的加固材料。

二、碳纤维加固混凝土的实施方法

一般情况下，施工流程中碳纤维加固混凝土能够简化为下面几个阶段。

（一）、卸荷是指卸掉活荷载，对其他构件产生的影响中减少活荷载。卸荷，这是进行加固前的一个步骤。

（二）、基底处理，即为了使其达到碳纤维加固的要求，对混凝土表面进行处理。应该将凸起的部分利用混凝土打磨机磨平，如果混凝土表面有凸起的部位；对裂缝部位应该进行封闭处理，如果出现裂缝；如果混凝土有水渍或表面潮湿，保持混凝土表面的干燥，应该用吹风机将其吹干。

（三）、涂底胶。应该根据加固构件以及不同当地的气温，涂底胶的过程中，决定使用的时间和底胶的厚度，底胶提前避免固化。而将底胶渗入到混凝土表面的细孔中应该注意，在涂抹的过程中，能够和构件充分的贴合使碳纤维材料进行粘贴时。

（四）、修补平整。即使混凝土表面的转角处无棱角，呈光滑状，避免碳纤维材料损坏，以降低成本。

（五）、粘贴碳纤维材料。对碳纤维材料进行剪裁按加固要求，再配置胶液，在需要粘贴的碳纤维材料部位均匀的涂抹。把握需要注意整个加固工程的整体用量对于胶液的量，以免浪费。而应该注意到不要让碳纤维材料留有气泡在进行粘贴的过程中，一旦发现使用特制的滚筒沿碳纤维的方向应该立即多次滚压将气泡挤出。都应该使用普通的粘或者钢横向的碳纤维材料进行固定在碳纤维材料的端部，使得碳纤维材料防止脱落。

（六）、防护处理。在加固工作完成之后，首先是对碳纤维材料进行必要的保护，碳纤维材料的表面涂抹防火涂料；其次应该对是否符合最初的设计要求进行检查。

但是由于所涂抹的底漆的不同，具体的碳纤维复合材料的不同，又呈现差异性变化的碳纤维加固混凝土技法。在这里介绍修补加固增强三种不同的技术。

1、bayashi-Mitsubishi 法。这是由日本三菱化学公司所提出来的方法。首先使其变得光滑平整，它要对修复的表面进行清理；其次是进行打底漆对修复加固表面；接着刷树脂层在修复加固架构的表面，并涂上一层树脂在 Repiark 碳纤维复合材料的粘贴面；最后进行粘贴黏合将碳纤维材料再喷上防火涂层。

2、Mbrace法。首先使其变得光滑平整，它要对修复的表面进行清理；其次是打腻子并涂上 Mbrace 底漆；接着涂上一层Mbrace浸渍剂在要求进行加固的混凝土构件表面，再对好粘贴将Mbrace碳纤维复合材料；最后涂上第二种浸渍涂层在半小时之后。进行表面涂层的涂抹一到两天后。

3、SIKA 法。首先会混凝土构件表面进行清理，填补裂纹、去除损坏的水泥残块、喷沙清理和平整表面；其次涂覆 Sikadur 粘结剂在清理好的表面上；接着在表面的尘渣进行切割并去除残留将预固化的Cabodur 条按设计的要求；最后在水泥表面和Cabodur 条都涂覆环氧树脂，不需任何捆扎或支撑，将其粘连在一起，停留24h即可。

三、碳纤维加固混凝土面临的主要问题

虽然具有很多优点在碳纤维复合材料加固混凝土中，但是在实际应用方面和理论研究还是诸多的不足存在，这就包括进行理论的分析以及系统的研究、国产化碳纤维质量的提高对于碳纤维材料的力学特性等等。

（一）、技术问题

1、对于研究碳纤维的力学特性的不足。显然将成为混凝土加固修复的主要手段之一的碳纤维加固混凝土，而并未呈现系统化对于碳纤维的力学特性的研究，相应的数据分析缺乏。不能准确使用更为合理的碳纤维材料分布针对不同的混凝土构件，常常是通过少量试验以及实践经验得出的数据进行加固，统一的标准没有形成。

2、对于抗震性能以及碳纤维疲劳的研究也不够透彻。甚至在论证加固节点核心区不同的专家学者来说，有的学者认为可以显著提高节点核心的抗震承载能力的碳纤维布的加固方法，可以进行广泛使用；而有的学者却认为并不能提高节点核心区的承载抗震能力在碳纤维布加固混凝土中。

（二）、适应应用问题

1、成本过高。一般比钢材的造价碳纤维加固混凝土的造价要高出一半甚至一倍。在国内使用的碳纤维材料早期多来自于日本和瑞士。但国内也有一些厂家开始生产制造碳纤维材料，随着碳纤维材料广泛的应用前景。

2、需要结合其他方法，才能对某些特定部位进行加固。譬如碳纤维就无法对其加固，对于十字交叉梁节点处的负筋不足的问题，而只好进行焊接通过钢板来实现加固。

3、没有相应的技术指南和施工标准。可靠的技术指南以及施工标准是保障其健康发展的有效手段，对于一个前景颇好的行业来说。而在我国，并没有形成一定的规章制度与技术指标对于碳纤维材料加固混凝土，这就引起了管理的不善以及施工的混乱。

四、工程实例

工程概况：某市某购物中心要接层加固进行改造，主体部分为二层框架结构的此购物中心，建筑面积达1.1×103平方米。根据《混凝土结构加固技术规范》的规定及加固要求，对梁以及柱进行碳纤维材料决定采用加固，对于板采用重新换三级板和现浇板叠加两种方式进行。其中采用的碳纤维材料的特性如下表1。

按照一般的碳纤维材料加固混凝土的方法在施工过程中进行加固，没用出现裂缝加固后的结构构件，也都在规范要求内的梁、板各种性能指标，经使用与检测，效果比较理想。

总之，对在工程建筑中碳纤维加固混凝土的应用主要通过碳纤维材料加固混凝土的施工流程、面临的主要问题以及方法与特点进行了分析。随着碳纤维加固技术的不断成熟可以看到，将不断扩大它的应用前景。而且它很有可能成为最广泛的建筑材料代替钢铁，由于碳纤维材料的特性。而在建筑工程中也应该继续深入对于碳纤维材料的应用研究。

参考文献

[1].周秦.碳纤维布加固混凝土结构技术的应用研究[D].北京：中国地质大学（北京），2009

[2].黎柏营.碳纤维片材加固钢筋混凝土结构的应用研究[D].合肥：合肥工业大学，2007，05，25

第6篇：碳纤维加固范文

关键词：碳纤维 加固技术 工程建筑

1.碳纤维加固结构构件技术原理

外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材，通过二者协同受力，达到加固目的。碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点，其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种：碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，某些（如高弹性）碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。

2.采用碳纤维布加固具有的优点：

采用碳纤维布加固结构具有高强高效的优点。由于碳纤维材料优异的物理力学性能，在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性，改善其受力性能，达到高效加固修补的目的。施工便捷，工效高，无湿作业，不需大型施工机具，施工占用场地少。根据有关统计资料，同为粘贴加固工法，粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明，碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补，且不改变结构形状，这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是，对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，采用旧的加固手段几乎无法实施，而采用该项加固技术都能顺利解决，施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的，即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100％的有效粘贴率，而粘贴钢板则很难达到100％的有效粘贴面，相应的验收标准也只要求其达到70％就可以了。碳纤维材料质量轻且薄，粘贴后每平方米重量不到1.0kg，粘贴一层的厚度仅1.0mm左右，加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。

3.碳纤维材料在结构加固方面的运用

3.1碳纤维材料结构加固适用范围

碳纤维材料适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、烟囱、筒体、壳体等结构；另外，砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。具体说来可以但不限制于：利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固；构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。

3.2碳纤维片材加固修复混凝土结构规范

采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴在一起，使碳纤维片材承受拉力，并与混凝土变形协调，共同受力。

3.3碳纤维片材可采用下列方式对混凝土结构构件进行加固：

在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固，纤维方向与加固处的受拉方向一致；采用封闭式粘贴、u形粘贴或侧面粘贴对梁、柱构件进行受剪加固，纤维方向宜与构件轴向垂直；采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固，纤维方向与柱轴向垂；当有可靠依据时，碳纤维片材也可用采用其它形式或其它受力状况的混凝土结构进行加固；采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应按国家现行有关标准采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算；钢筋和混凝土材料，根据检测得到的实际强度，按国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标；碳纤维片材应根据构件达到极限状态时的应变，按线弹性应力应变关系确定其相应的应力；碳纤维片材应取生产厂提供的不小于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值；当采用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时，应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能产生的影响；采用粘贴碳纤维片材进行结构加固时，宜卸除作用在结构上的活荷载。如不能在完全卸载条件下进行加固，应考虑二次受力的影响；在受弯加固和受剪加固时，被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应低于cl5。采用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时，混凝土强度等级不应低于c10。

4.结语

随着碳纤维加工技术的普及，我国各种应用占碳纤维率需求比例不断上升，从这个角度上已预示了碳纤维在工程的广阔应用前景，也许在未来人类社会在材料应用上会从钢铁时代进入到一个碳纤维材料广泛应用的时代。

参考文献：

第7篇：碳纤维加固范文

关键词：碳纤维：市政工程；桥梁加固；共同沟加固

碳纤维材料加固混凝土结构技术是利用树脂类胶结材料将碳纤维材料粘贴在混凝土结构表面，形成复合材料体．通过其与混凝土结构的协同作用，达到对原结构补强加强和改善结构受力性能的目的。由于碳纤维加固技术具有质量轻、强度高，施工快速便

捷，抗疲劳性能佳以及优秀的耐腐蚀、抗渗透等性能。因此，近年来该技术在我国土木工程结构加固改造领域中迅猛发展，在市政工程领域中得到了广泛的应用。

一、 碳纤维加固技术

1、碳纤维材料的特点

碳纤维材料最早应用于航空、航天等高科技领域，后来逐步发展到船舶、汽车等方面．最近几年，开始应用在建筑领域．碳纤维加固技术主要选用PAN基碳纤维材料粘贴在结构构件的表面，以达到加固补强结构的效果。以往一般采用粘钢法或外加预应力筋来加强桥梁结构的承载能力，但钢材容易受腐蚀，这往往是制约混凝土结构耐久性的重要因素之一，而碳纤维材料良好的耐腐蚀性、耐热性、耐久性恰好能解决这个问题，它同时具有优异的物理力学性能，一般常用碳纤维的抗拉强度大于3000 MPa，其强度为建筑用钢的十几倍，弹性模量和建筑用钢处于同一水平上，且自重轻，携带方便，施工简单，日常维护费用低，是一种很好的结构加固补强材料．国外最早在土木工程中的应用始于20世纪70年代，现已逐渐发展成熟，并形成完整的加固体系，国内有关碳纤维加固技术的研究应用尚处于起步阶段。

2、碳纤维加固结构施工特点

碳纤维加固结构技术是利用碳纤维材料的特性，将碳纤维粘贴在结构表面，从而起到对结构的加强作用。在实际施工过程中，碳纤维既可以单层粘贴也可以多层粘贴，还可以缠绕．对于各种不同类型的节点、不规则的部位，都可用碳纤维进行加固处理。在桥梁加固运用中，可粘贴在混凝土梁的顶面或底板上，用以提高梁的挠曲强度和刚度；也可粘贴在梁的腹板上，用以提高其抗剪强度；还可以将碳纤维缠绕在节点部位以满足抗震设计的要求，具有高强高效、施工便捷、周期短等特点。在碳纤维结构技术应用中，影响加固质量的因素主要有两方面，一是碳纤维材料的抗拉强度，二是粘贴碳纤维材料用粘结剂的剪切强度．碳纤维和混凝土的粘结质量直接影响加固效果加固后，碳纤维与混凝土之间不能有气泡，不能起鼓。另外，碳纤维布是一种可任意曲折的纤维布材料，施工不受加固长度的影响，适应面广。以上优点将使碳纤维加固结构技术在国内未来的加固行业中起着越来越重要的作用。

二、碳纤维在共同沟加固工程的应用实例

共同沟是指在埋设于城市道路下方，用于收纳城市电力、电信、上水等市政管线的地下隧道。由于共同沟的设置能有效提高对市政管线的综合管理，同时完全避免了管线施工对路面的影响。因此成为未来城市市政管线集约化发展的方向。2007年底，为了配合上海“东西通道”工程的建设，张杨路需要拓宽。原处于人行道和绿化带下方的共同沟将被机动车道部分覆盖。这样共同沟结构所承受的恒载和活载发生变化．为了保障共同沟的安全，最终考虑对其进行加固处理。

1.、加固方案

由于张杨路共同沟隧道结构所承受恒载和活载发生变化，故需要对隧道结构及地基基础进行验算。共同沟承受的恒载为土荷载自重，活荷载为车辆荷载。现状共同沟外边距机动车道边线为2．25 m．埋深1．5 m。道路结构层390 mm。根据荷载验算，地基能满足使用要求。原隧道结构配筋满足承载力要求，但隧道结构在靠近机动车道的一侧顶板与侧板外缘裂缝计算值虽满足规范要求，但富裕量较小。为保证结构在运营状态下正常使用时有足够的耐久性。根据以往工程经验．在靠近机动车道一侧的顶板、侧板上进行了粘贴碳纤维布加同处理。

2.、加固功效

张杨路共同沟结构加同采用日本东丽品牌，碳纤维材料规格为UT70—20，黏结胶水为WD一3503。材料室内试验结果为：抗拉强度标准值4560 MPa(规范要求3000 MPa)．弹性模量266 GPa(规范要求≥210 GPa)，伸长率1．8(规范要求≥1．5)。正拉黏结强度4.3 MPa(规范要求≥2．5 MPa)。试验结果表明该工程采用的材料能满足结构加固的需要。施工工艺的现场检测，得到的黏结强度平均值为3．83 MPa，且破坏形式为混凝土内聚破坏，能满足规范要求。

三、 碳纤维加固处理要点

在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以

下施工工序进行加固施工。

(1)破损面混凝土表面处理：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。

(2)按设计要求对破损面钢筋处理后用M45的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15ram。利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。

(3)涂刷底层树脂：用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。

(4)找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。

(5)粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。

(6)在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。

结束语

碳纤维质轻高强、耐腐蚀、抗老化，有着优异的力学性能。用其加固补强混凝土结

构施工工期短，施工所需人工少，具有简单便捷的特点，已经广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程。其中碳纤维加固技术以其超强的优势在共用沟工程中和桥梁工程中得到的广泛的应用，相信在将来的市政工程中将会得到更加广泛的应用。

参考文献：

【1】 黄汉辉 碳纤维加固技术在富春江水电厂水工建筑物修补中的实际应用【J】中国科技博览 2010(34)

第8篇：碳纤维加固范文

关键字：碳纤维加固,钢筋混凝土,抗拉强度

中图分类号：TU511.3+2文献标识码：A

0 前言

在实际加固工程中，因设计失误、施工不当或使用功能改变等，造成的结构或构件不能满足现行规范规定的正常设计使用要求，要使其结构或构件能够继续安全、正常的使用，则必须采取一定的措施进行补强修复。由于碳纤维CFRP加固钢筋混凝土结构具有较好的物理力学性能、抗化学腐蚀、承载力高、施工简单，在结构补强加固上得到了广泛应用，下面就该加固技术进行介绍。

1 钢筋混凝土结构CFRP加固机理分析

1.1 钢筋混凝土结构CFRP加固原理

钢筋混凝土结构在承受轴向压力时，构件是由于受到极限值非常小的横向扩张引起的，如能在构件四周创造横向约束，以阻止受压构件的这种横向扩张，从而提高构件抗压承载力和变形能力。

碳纤维CFRP加固钢筋混凝土结构就是在结构混凝土和CFRP增强带之间产生约束作用，（它们之间的相互作用力称为界面约束应力）受横向界面约束应力的作用，塑性区的核心混凝土处于三向应力状态，与单向受力状态相比，混凝土的极限压应变和承载力会提高，在结构弯曲承载力没有明显下降的情况下，并不考虑失稳的影响，加固后钢筋混凝土结构具有较大的延性变形与耗能能力。

1.2 钢筋混凝土结构在CFRP包裹作用下的应力分布情况

1) 由于CFRP对钢筋混凝土结构的横向约束后使CFRP形成轴向拉伸应力，而CFRP的抗弯能力极弱（一般不考虑），矩形结构在CFRP包裹约束下其最终极限轴向抗压强度相对圆结构而言大大降低，主要由于侧向约束应力不均匀。矩形结构边中央侧向约束弱，拐角处侧向应力集中约束较大，结构边只有在发生侧向塑性变形时CFRP对钢筋混凝土结构的横向约束应力才能极速增长。

2) 由于CFRP对钢筋混凝土结构的约束为界面约束，只有当混凝土向外横向扩张时（产生塑性变形）CFRP方能对混凝土产生约束应力，因此结构环向的外包CFRP在承受荷载时表现出两阶段的受力过程：第一阶段，混凝土轴向压应力较小，横向变形较小，CFRP受力较小；第二阶段，随着荷载的增加，结构混凝土变形增大，CFRP环向应力显著增长，环向约束力迅速增加，直到当CFRP达到其极限拉伸应变时发生断裂。

3) 约束混凝土与无约束混凝土应力—应变关系

CFRP对混凝土产生约束应力、应变值的提高幅度，与使用CFRP材料的规格、粘贴形式、粘贴层数有关，应通过试验确定。

图1 力—应变关系图

2 碳纤维加固的主要特点和存在问题

2.1 碳纤维加固的主要特点

1) 高强高效。由于FRP 优异的物理力学性能,在加固修补混凝土结构中可以充分利用其高强度、高弹性模量的特点来提高混凝土结构及构件的承载力和延性, 改善其受力性能, 加固后不增加结构体积和自重, 而且不改变结构外观。

2) 便于施工。工序简单, 不需要大型施工设备及吊装机械, 没有湿作业, 施工进度快、工期短, 可在现场剪裁、粘贴, 不受结构表面形状限制, 特别适合于曲面、弧面、环管结构加固, 施工质量易保证。

3) 耐久性好。FRP 多具有优异的化学稳定性,使经过补强和维修的结构具有的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力。具有足够的适应气温变化的能力, 延长结构寿命; 耐疲劳性能好, 特别适用于桥梁类结构经常承受往复荷载、移动荷载的作用。

4) 适用面广。由于纤维材料是柔性的, 粘贴CFRP 加固修补混凝土结构可以广泛应用于各种结构类型、各种结构形状、各种结构部位的加固修补,这是目前任何一种结构加固方法所不要比拟的。

2.2 碳纤维加固研究及应用中存在的问题

碳纤维材料用于加固混凝土结构, 已经在许多工程应用上体现出其优越性, 但碳纤维材料也有其自身的缺点:

1) 碳纤维材料与钢材相比有较高的强度, 但在实际工程中在棱角和构件表面曲率较大的部位容易出现应力集中, 不能对核心混凝土提供均匀有效的约束, 破坏时碳纤维往往在角部率先断裂, 而不能充分发挥其高强的性能。

2) 碳纤维是一种脆性材料, 大部分的碳纤维产品的弹性模量较低, 仅为钢材的5% -50%, 与未加固混凝土结构相比其破坏更为突然。

3) 碳纤维材料的抗剪强度、层间抗拉强度和层间抗剪强度非常低, 这使得碳纤维构件的连接成为突出的问题。粘结材料则依然是碳纤维加固的薄弱环节,连接部位都是整个构件的薄弱环节; 构件加固后极限状态下的破坏形式多数是粘结破坏。

4) 与混凝土相比, 一般碳纤维材料的防火性能较差。临界温度为300℃左右, 而且部分树脂材料有可燃性。

5) 目前对碳纤维加固后结构的长期受力性能、耐久性以及各种恶劣气候环境条件下的性能及可靠度、适用性等问题还研究得不多。

6) 尽管我国碳纤维加固技术的研究已经取得大量的研究成果, 在具体的设计、施工、质量检验等环节缺乏该项技术的标准与规程, 大大地限制了该技术在国内的发展。为此急需建立完整可靠的标准试验方法及设计、施工规范。

3 碳纤维CFRP加固钢筋混凝土结构的技术及施工要点

3.1 适用范围及工况要求

碳纤维加固钢筋混凝土结构适用于圆形结构或小截面矩形结构（截面边长一般小于800mm），在未失稳状态下能大幅提高钢筋混凝土结构的轴压承载能力。加固的前提条件是构件的核心混凝土未被破坏，尚具有一定的承载和变形能力。

3.2 碳纤维外包钢筋混凝土加固技术

3.2.1 前期准备

在实际工程中需要加固的结构子总是在不同的工况下工作，钢筋混凝土结构在加固前，需要对构件采取一定量的卸载工作。构件表面清理，清除表层混凝土浮浆及松动的混凝土，修复构件表面缺陷或不平整（高一级的混凝土或高标号砂浆），矩形结构还须倒角处理以缓解角部的集中应力，倒角半径不小于20mm。

3.2.2 混凝土表面粘贴CFRP

根据混凝土补强要求和试验情况，可采用单层或多层CFRP箍带间隔加固或全截面外包加固的方法。

CFRP粘贴胶均为有机胶（特殊设计的环氧树脂），无机胶尚在研发阶段。构件加固质量的优劣与粘贴胶有直接影响，目前市场的粘贴胶，根据权威部门调查不容乐观，因此粘贴胶施工前的检测至关重要。

CFRP粘贴程序：刷底层粘贴胶粘贴第一层CFRP纤维布环氧树脂浸渍CFRP纤维布若采用多层CFRP粘贴，则重复上述工序。

3.3 加固施工要点

1) 钢筋混凝土结构加固前的卸荷，此项工作往往被忽视，混凝土构件在负荷外包CFRP时，外包CFRP相对于混凝土结构表面存在应变滞后，常发生CFRP尚未被拉断混凝土已被压坏的情况，这种效应使得CFRP的补强效果降低，不能充分发挥CFRP的高强抗拉性能。

2) 矩形结构拐角倒角的半径不得小于20mm，结构侧最好修成外凸面，减轻角部CFRP的集中应力，很多试验表明即使如此CFRP的破坏仍然发生在拐角部位。

3) 混凝土构件表面的修复工作极为重要，其直接影响CFRP对混凝土横向约束效果。

4 结论

1）碳纤维CFRP加固钢筋混凝土结构，能使混凝土承受轴向受力状态变为三向受力状态，约束混凝土的承载力和变形能力得到提高，特别对轴压比不能满足抗震设计规范要求的钢筋混凝土结构加固效果比较明显。

2）提高塑性铰区的承载力及延性，钢筋混凝土结构在地震荷载的重复作用下，上下端会首先出现塑性铰区，承载能力及延性迅速下降，用CFRP进行缠绕加固后，塑性铰区核心混凝土受到约束极限强度及变形能力大幅提高。

3）施工技术含量低、工艺简单，约束效果好、抗腐蚀能力强，只需保护不需要保养。

4）碳纤维CFRP加固技术并非万能“处方”，有其缺点：有机胶的耐高温性能差，高温环境及防火等级要求高的建筑不能使用；不规则或大截面矩形结构应有条件使用。

参考文献

[1] 肖长发.纤维复合材料— 纤维、基体、力学性能[M]. 北京: 中国石油出版社, 1995: 55- 69.

[2] 赵彤, 谢剑.碳纤维布补强加固混凝土结构新技术[M]. 天津: 天津大学出版社, 2001.

[3] 岳清瑞. 我国碳纤维加固修复技术研究应用现状与展望[J]. 工业建筑, 2000, 30(10).

第9篇：碳纤维加固范文

关键词：碳纤维；连续梁桥；有限元分析

引言

目前国内外针对CFRP布加固混凝土梁的研究主要集中在简支梁方面，预应力混凝土连续梁研究开展比较少［1-3］，对于粘贴CFRP布对预应力混凝土连续梁剪力滞效应的影响更是鲜有报道。因此，本论述借助有限元分析软件ANSYS，以等高度四跨预应力混凝土连续箱梁标准设计为工程背景，计算两种不同抗弯加固方式对连续梁剪力滞效应的影响，得出加固后剪力滞效应的变化规律，研究成果为以后预应力混凝土连续箱梁的设计与施工提供参考。

1有限元模型的建立

本论述以某高速公路上在役桥梁为研究对象，该桥上部结构采用20m+25×2m+20m预应力混凝土连续箱梁，借助于有限元软件ANSYS，取上部结构进行有限元分析。

1.1模型概况

该桥主梁采用斜腹板单箱单室截面，梁高1.15m。梁宽10m，顶板中间厚为0.274m，顶板悬臂自由端厚度为0.15m，顶板加腋尺寸为0.75×0.15m；底板厚0.2m，底板加腋尺寸为0.2×0.2m，梁体跨中横断面图见图1所示，桥梁平面示意图见图2所示。全桥共设置了5处横隔板，分别在5个支座的位置处。端支座处横隔板厚为1000mm，中支座横隔板厚为1500mm。

1.2单元选取

混凝土用SOLID65单元来模拟，混凝土单元的本构关系依据文献［5］通过数据表形式输入，预应力钢筋用LINK10单元来模拟。CFRP布采用shell41单元模拟，该单元只能承受拉力作用，没有抗弯、抗压能力，应力—应变关系采用理想弹性模型［6］。

1.3材料参数

混凝土采用C40混凝土。重力密度γ=26.0kN/m3，弹性模量Εc=3.45×104MPa，泊松比ν=0.2；预应力钢筋抗拉强度标准值为fpk=1860MPa，公称直径为d=15.2mm，弹性模量Ep=1.95×105MPa，泊松比ν=0.3，线膨胀系数α=1e-5；碳纤维材料采用南京ManKaTe公司的CFRP布，具体参数见表1所示。

1.4有限元模型的建立

为了研究不同方式粘贴对CFRP布加固预应力混凝土连续梁桥对剪力滞效应的影响，设计了两种CFRP布加固钢筋混凝土梁模型：（1）碳纤维布梁底全部粘贴模型；（2）碳纤维布梁底纵向间隔1m粘贴模型。两种方案粘贴CFRP层数均为1层。全桥共有节点16278个，单元47910个。全桥有限元模型见图3所示。

2有限元结果分析

为了分析粘贴CFRP布后剪力滞效应的变化规律，本论述考虑四种工况：（1）腹板束预应力；（2）恒载；（3）静力荷载；（4）以上三种工况的荷载组合。

2.1腹板束预应力作用下粘贴CFRP布纵向应力的变化情况

为扣除预应力损失后的有效预应力），计算与预应力产生应变相当效果的降低温度差。最终得到未粘贴、底板满铺以及底板纵向间隔1m粘贴CFRP布情况下各控制截面顶板的纵向应力变化曲线及剪力滞系数。由图4～图5及表2可以看出，在腹板曲线布筋施加预应力的情况下，在边跨跨中截面和中跨跨中截面处表现为负剪力滞，而在支座处则表现为明显的正剪力滞。在底板满铺碳纤维情况下，各控制截面的剪力滞系数均有不同程度的减小。

2.2恒载作用下粘贴CFRP布纵向应力的变化情况

对模型施加恒载（仅考虑自重），得到未粘贴、底板满铺以及底板纵向间隔1m粘贴CFRP布情况下各控制截面的纵向应力变化曲线及剪力滞系数。由图6～图7及表3可以看出，在受恒载的情况下，在边跨跨中顶板截面和中跨跨中顶板截面处，底板满铺粘贴碳纤维时剪力滞系数变化比较明显。在支座处表现为明显的正剪力滞，但粘贴碳纤维后，各控制截面的剪力滞系数却无明显变化。2.3汽车荷载作用下粘贴CFRP布纵向应力的变化情况对模型施加车辆静力荷载。选择的加载车辆标准载重40t（前轴重8t，中轴和后轴各16t）［8］。该车型为3轴，车长8.30m，车前缘距前轴1.6m，前轴距中轴3.50m，中轴距后轴1.30m，后轴距车后缘1.90m，轮中心距1.80m。由图8～图9及表4可以看出，在中跨中支座表现为明显的正剪力滞，碳纤维的粘贴均降低了剪力滞系数，但两种加固方式并无明显差别。

3结束语

就本论述加固方式而言，粘贴碳纤维后，控制截面的剪力滞系数均有所下降。采用底板满铺和底板纵向间隔1m粘贴碳纤维两种方式，较前者而言，后者剪力滞系数变化并不明显。在预应力作用下，碳纤维的粘贴对支座处的剪力滞系数影响较大；而在自重作用下，对跨中的影响较大；在中跨跨中施加车辆荷载，支座及跨中部位的剪力滞系数均有明显下降。荷载组合的情况下，粘贴碳纤维后对支座处的剪力滞系数影响较跨中处大。

参考文献

［1］高仲学，王文炜，黄辉.预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯承载力计算［J］.东南大学学报（自然科学版），2013，43（1）:195-202．

［2］牛斌，杨梦蛟，马林.预应力混凝土宽箱梁剪力滞效应试验研究［J］.中国铁道科学，2004，25（2）:25-30.

［3］周倩茹，吴定俊，李奇.预应力薄壁箱梁受弯剪力滞效应分析［J］.石家庄铁道大学:自然科学版，2013，26（4）:20-26．

［4］项海帆.高等桥梁结构理论［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［5］JTGD62-2012.公路钢筋混凝土及预应力混凝土及桥涵设计规范［S］.北京：人民交通出版社，2012.

［6］王新敏.ANSYS工程结构数值分析［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［7］JTG/TJ21—2011.公路桥梁承载能力检测评定规程［S］.北京:人民交通出版社，2011.

［8］孙照玉，刘建勋，赵文斌.汽车荷载作用下连续箱梁桥的剪力滞效应分析［J］.兰州工业学院学报，2015，22（5）:27-31.