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摘要：粘贴碳纤维片材加固技术属于建筑业10项推广应用新技术，在构造柱加固补强方面应用不多，本文分析了构造柱强度不足产生的原因，并提出加固补强办法。
关键词：构造柱 ，强度，加固补强
中图分类号：U457+.3 文献标识码：A 文章编号
Abstract: the paste carbon fiber strengthened technology belong to construction ten of the popularization and application of the new technology, in the post fill strong reinforcement application is not much, this paper analyzes the causes of the insufficient strength post, and puts forward some measures for strengthening strong.
Keywords: post, intensity, strengthening reinforcement
引言：
粘贴碳纤维片材加固技术属于建筑业10项推广应用新技术，可以修复、补强、加固结构构件，修复由于设计、施工、使用、老化或受某种侵蚀、灾害造成的损坏；因超载所致的承载力不足；对尚未危及承载力的裂缝与其他损坏进行补强。其基本原理是纤维复合材属高新技术化纤材料，具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐久性及高弹性模量和耐疲劳的特点，将它粘贴与混凝土表面，利用粘结材料，形成复合材料体，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强及改善受力性能的目的。广泛应用于混凝土梁、独立柱、板等的加固，取得较好的效果。当对构造柱加固却比较难，构造柱由于与墙体粘在一起，粘贴碳纤维片水平方向难以形成整体，受马牙搓的影响，粘贴碳纤维片水平间距受到限制。本文就一个具体工程实例来探讨加固方法。
工程概况：某工程项目，住宅楼，6层砖混结构，在主体结构验收取芯试验时发现三层有一根构造柱强度不足，设计强度为C25，检测强度只达到C16左右，不满足设计强度要求，且该构造柱处于阳台位置，两面临空，两面有墙，上有跳梁，不能采用置换的方法。针对这一情况，该如何处理呢？
强度不足的原因分析：
由于大规模使用商品混凝土，住宅楼板面梁板及独立柱采用商品混凝土浇捣，施工质量能得到保证。而构造柱因混凝土方量少，分布散，且存在先砌墙，后施工的规定，混凝土泵车施工难度大，因此商品混凝土厂家不愿承接此业务，项目部自行施工。
1、项目部在施工时由于抢工期，在墙体强度远底于设计强度的情况下，支构造柱模板，在支模过程中墙体收到紧固螺杆的作用，强度收到影响，甚至有扭转变性，浇混凝土构造柱存在先天不足。
2、在浇混凝土的过程中不敢过度振捣，怕模板变性，因而混凝土密实度不足，从而影响强度。
3、施工人员总体质量意识下降，构造柱施工过程存在许多工序不规范的现象，拉结筋长度不足，位置不对等现象时有发生。
4、思想上不重视，总认为构造柱的强度随便怎么施工，强度总比砌体强度高，不存在什么问题。
5、管理人员跟踪管理不到位。
三、处理办法：
取芯试验仅取其中的几个构件进行检测，不能判定其余未检测的构件不合格，对不符合要求的3层构造柱进行全数回弹，根据回弹的结果进行处理。回弹结果强度普遍偏低，最小值为C16，将回彈结果交给设计单位，请设计人员重新按最低强度进行核算，核算结果，除阳台位置2根构造柱需采用碳纤维片材加固外，其余满足设计强度要求。加固构造柱竖向外露办法全粘贴碳纤维片，水平方向根据马牙搓的做法，后退部位不缠绕碳纤维片，其他部分缠绕碳纤维片，水平间距为马牙搓进退的距离。
四、加固办法：
使用碳纤维材料加固此2根构造柱，其主要施工工艺如下所述。
1、材料要求
1.1、混凝土承重结构加固使用的碳纤维复合材料，其基本性能应符合下表的要求。
碳纤维复合材料安全性及适配性检验合格指标
1.2、粘贴碳纤维织物加固混凝土结构时，应使用与基材及碳纤维有良好适配性的粘结剂，粘结剂（胶）的基本性能符合下表的要求。
粘贴碳纤维底胶的主要性能指标
2、施工要求
2.1、一般要求
粘贴碳纤维片材加固修复结构应由熟悉该技术施工工艺的专业施工队伍完成，并应有加固修复方案和施工技术措施。
2.2、施工工序：
施工准备
表面处理
配制并涂刷底层树脂
配制找平材料并对不平整处修复处理
配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂
粘贴碳纤维片材
表面防护
3、混凝土基底处理
将混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、清除干净并达到结构密实部位。检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，需进行必要的除锈处理。
对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整。
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。修整后的段差要平顺。
棱角的部位，用磨光机磨成圆角。圆角半径最小不得小于20mm。
清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
施工前应按设计图纸在需加固部位放线、定位。
4、涂底涂树脂
把底涂树脂的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器拌合均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。超过可使用时间不得再用。
在底涂树脂中严禁添加溶剂。含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用。
用滚筒刷均匀地涂抹底涂树脂。
底涂树脂固化后，在构件表面有凝结凸起时，要用砂纸磨光。磨光后若露出混凝土基面，应再补涂底涂树脂。
5、构件表面的残缺修补
构件表面凹陷部位（蜂窝、麻面、小孔等）应用找平树脂填平，修复至表面平整。
内角、段差、起拱等要用找平树脂填补，使之平顺。在残缺修补中使用找平树脂时，要在气温5℃以上，相对湿度RH<85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。
6、粘贴碳纤维片
确认粘贴表面干燥。气温在5℃以下，相对湿度RH>85%时，如无有效措施时不得施工。
防止碳纤维片受损。碳纤维片在运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁弯折。因此，贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸裁切碳纤维片，每段长度一般以不超过6米为宜。
碳纤维片裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带，在宽胶带正中位置进行裁切，以使裁切后碳纤维片的断头齐整不脱丝。
碳纤维片纵向接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结树脂。碳纤维片横向不需要搭接。
粘结树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
下涂：贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂，称为下涂。涂量是根据施工部位及施工面的粗糙程度而变化的。拱起部分、拐角部分、碳纤维片搭接部位以及残缺修补处要多涂一些，但是必须涂抹均匀。
贴片时，在碳纤维片和树脂之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。为此，可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，对角隅处应向着角隅滚压，对拱起的部位要向相反的方向滚压，以去除气泡，使粘结树脂均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。
上涂：碳纤维片施工30分钟（根据干燥程度）后，用滚筒刷均匀涂抹粘结树脂，称为上涂。上涂时和下涂步骤一样，用脱泡罗拉沿碳纤维方向用力滚压多次，使碳纤维片内部补充、渗浸粘结树脂。
进行空鼓检查，并进行处理。
7、养护
粘贴碳纤维片后，需自然养护24小时达到初期固化，并应保证固化期间不受干扰。
在每道工序以后树脂固化之前，宜用塑料薄膜等遮挡以防止风沙或雨水侵袭。
碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：
平均气温在10℃以下时，需要2周；
平均气温在10℃以上20℃以下时，需要1～2周；
平均气温高于20℃时，需要1周。
在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。
五、检验和验收
1、施工开始前，应确认碳纤维片材和粘结剂、底层树脂，找平材料的产品合格证、质量检验报告，各项性能应满足要求。
2、材料性能抽样检验。对不同批次进场的材料，按照相关的验收规范进行碳纤维及胶黏材料的性能抽样检验。
3、施工质量检验及验收标准列于下表。
施工质量检验及验收标准
序号 检验项目 合格标准 检验方法 频数
1 碳纤维片粘贴位置 与设计要求位置相比，
中心线偏差≤10mm 钢尺测量 全部
2 碳纤维粘贴量 ≥设计数量 根据测量计算 全部
3 粘贴质量 1.单个空鼓面积
＜10000mm2充胶修复，
≥10000mm2割除修补；
2.空鼓总面积占总粘贴面积＜5% 锤击法或其它有效方法 全部或抽样
4、粘结质量不符合要求割除修补时，应沿空鼓边沿，将空鼓部分的碳纤维割除，以每边向外缘扩展100mm大小之同样碳纤维材料，用同样粘结剂，补贴在原处。
5、验收时可按相关规范规定对施工质量进行现场抽样检验。
六、实施效果
加固好以后进行检测，强度略超过设计强度，取得预期效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：构造柱 ，强度，加固补强
中图分类号：U457+.3 文献标识码：A 文章编号
Abstract: the paste carbon fiber strengthened technology belong to construction ten of the popularization and application of the new technology, in the post fill strong reinforcement application is not much, this paper analyzes the causes of the insufficient strength post, and puts forward some measures for strengthening strong.
Keywords: post, intensity, strengthening reinforcement
引言：
粘贴碳纤维片材加固技术属于建筑业10项推广应用新技术，可以修复、补强、加固结构构件，修复由于设计、施工、使用、老化或受某种侵蚀、灾害造成的损坏；因超载所致的承载力不足；对尚未危及承载力的裂缝与其他损坏进行补强。其基本原理是纤维复合材属高新技术化纤材料，具有抗拉强度高、重量轻、抗腐蚀、耐久性及高弹性模量和耐疲劳的特点，将它粘贴与混凝土表面，利用粘结材料，形成复合材料体，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强及改善受力性能的目的。广泛应用于混凝土梁、独立柱、板等的加固，取得较好的效果。当对构造柱加固却比较难，构造柱由于与墙体粘在一起，粘贴碳纤维片水平方向难以形成整体，受马牙搓的影响，粘贴碳纤维片水平间距受到限制。本文就一个具体工程实例来探讨加固方法。
工程概况：某工程项目，住宅楼，6层砖混结构，在主体结构验收取芯试验时发现三层有一根构造柱强度不足，设计强度为C25，检测强度只达到C16左右，不满足设计强度要求，且该构造柱处于阳台位置，两面临空，两面有墙，上有跳梁，不能采用置换的方法。针对这一情况，该如何处理呢？
强度不足的原因分析：
由于大规模使用商品混凝土，住宅楼板面梁板及独立柱采用商品混凝土浇捣，施工质量能得到保证。而构造柱因混凝土方量少，分布散，且存在先砌墙，后施工的规定，混凝土泵车施工难度大，因此商品混凝土厂家不愿承接此业务，项目部自行施工。
1、项目部在施工时由于抢工期，在墙体强度远底于设计强度的情况下，支构造柱模板，在支模过程中墙体收到紧固螺杆的作用，强度收到影响，甚至有扭转变性，浇混凝土构造柱存在先天不足。
2、在浇混凝土的过程中不敢过度振捣，怕模板变性，因而混凝土密实度不足，从而影响强度。
3、施工人员总体质量意识下降，构造柱施工过程存在许多工序不规范的现象，拉结筋长度不足，位置不对等现象时有发生。
4、思想上不重视，总认为构造柱的强度随便怎么施工，强度总比砌体强度高，不存在什么问题。
5、管理人员跟踪管理不到位。
三、处理办法：
取芯试验仅取其中的几个构件进行检测，不能判定其余未检测的构件不合格，对不符合要求的3层构造柱进行全数回弹，根据回弹的结果进行处理。回弹结果强度普遍偏低，最小值为C16，将回彈结果交给设计单位，请设计人员重新按最低强度进行核算，核算结果，除阳台位置2根构造柱需采用碳纤维片材加固外，其余满足设计强度要求。加固构造柱竖向外露办法全粘贴碳纤维片，水平方向根据马牙搓的做法，后退部位不缠绕碳纤维片，其他部分缠绕碳纤维片，水平间距为马牙搓进退的距离。
四、加固办法：
使用碳纤维材料加固此2根构造柱，其主要施工工艺如下所述。
1、材料要求
1.1、混凝土承重结构加固使用的碳纤维复合材料，其基本性能应符合下表的要求。
碳纤维复合材料安全性及适配性检验合格指标
1.2、粘贴碳纤维织物加固混凝土结构时，应使用与基材及碳纤维有良好适配性的粘结剂，粘结剂（胶）的基本性能符合下表的要求。
粘贴碳纤维底胶的主要性能指标
2、施工要求
2.1、一般要求
粘贴碳纤维片材加固修复结构应由熟悉该技术施工工艺的专业施工队伍完成，并应有加固修复方案和施工技术措施。
2.2、施工工序：
施工准备
表面处理
配制并涂刷底层树脂
配制找平材料并对不平整处修复处理
配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂
粘贴碳纤维片材
表面防护
3、混凝土基底处理
将混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、清除干净并达到结构密实部位。检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，需进行必要的除锈处理。
对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整。
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。修整后的段差要平顺。
棱角的部位，用磨光机磨成圆角。圆角半径最小不得小于20mm。
清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。
施工前应按设计图纸在需加固部位放线、定位。
4、涂底涂树脂
把底涂树脂的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器拌合均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。超过可使用时间不得再用。
在底涂树脂中严禁添加溶剂。含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用。
用滚筒刷均匀地涂抹底涂树脂。
底涂树脂固化后，在构件表面有凝结凸起时，要用砂纸磨光。磨光后若露出混凝土基面，应再补涂底涂树脂。
5、构件表面的残缺修补
构件表面凹陷部位（蜂窝、麻面、小孔等）应用找平树脂填平，修复至表面平整。
内角、段差、起拱等要用找平树脂填补，使之平顺。在残缺修补中使用找平树脂时，要在气温5℃以上，相对湿度RH<85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。
6、粘贴碳纤维片
确认粘贴表面干燥。气温在5℃以下，相对湿度RH>85%时，如无有效措施时不得施工。
防止碳纤维片受损。碳纤维片在运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁弯折。因此，贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸裁切碳纤维片，每段长度一般以不超过6米为宜。
碳纤维片裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带，在宽胶带正中位置进行裁切，以使裁切后碳纤维片的断头齐整不脱丝。
碳纤维片纵向接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结树脂。碳纤维片横向不需要搭接。
粘结树脂的主剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
下涂：贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂，称为下涂。涂量是根据施工部位及施工面的粗糙程度而变化的。拱起部分、拐角部分、碳纤维片搭接部位以及残缺修补处要多涂一些，但是必须涂抹均匀。
贴片时，在碳纤维片和树脂之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。为此，可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，对角隅处应向着角隅滚压，对拱起的部位要向相反的方向滚压，以去除气泡，使粘结树脂均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。
上涂：碳纤维片施工30分钟（根据干燥程度）后，用滚筒刷均匀涂抹粘结树脂，称为上涂。上涂时和下涂步骤一样，用脱泡罗拉沿碳纤维方向用力滚压多次，使碳纤维片内部补充、渗浸粘结树脂。
进行空鼓检查，并进行处理。
7、养护
粘贴碳纤维片后，需自然养护24小时达到初期固化，并应保证固化期间不受干扰。
在每道工序以后树脂固化之前，宜用塑料薄膜等遮挡以防止风沙或雨水侵袭。
碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：
平均气温在10℃以下时，需要2周；
平均气温在10℃以上20℃以下时，需要1～2周；
平均气温高于20℃时，需要1周。
在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。
五、检验和验收
1、施工开始前，应确认碳纤维片材和粘结剂、底层树脂，找平材料的产品合格证、质量检验报告，各项性能应满足要求。
2、材料性能抽样检验。对不同批次进场的材料，按照相关的验收规范进行碳纤维及胶黏材料的性能抽样检验。
3、施工质量检验及验收标准列于下表。
施工质量检验及验收标准
序号 检验项目 合格标准 检验方法 频数
1 碳纤维片粘贴位置 与设计要求位置相比，
中心线偏差≤10mm 钢尺测量 全部
2 碳纤维粘贴量 ≥设计数量 根据测量计算 全部
3 粘贴质量 1.单个空鼓面积
＜10000mm2充胶修复，
≥10000mm2割除修补；
2.空鼓总面积占总粘贴面积＜5% 锤击法或其它有效方法 全部或抽样
4、粘结质量不符合要求割除修补时，应沿空鼓边沿，将空鼓部分的碳纤维割除，以每边向外缘扩展100mm大小之同样碳纤维材料，用同样粘结剂，补贴在原处。
5、验收时可按相关规范规定对施工质量进行现场抽样检验。
六、实施效果
加固好以后进行检测，强度略超过设计强度，取得预期效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。