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【摘要】简述了碳纤维布在混凝土缺陷中的加固工艺，根据碳纤维布特点、构造要求，提出了施工中的注意事项、质量控制、安全及检验验收要点。
【关键词】碳纤维布材；构件；混凝土结构加固；树脂胶
【 abstract 】 the carbon fiber cloth briefly in the reinforcement concrete defect to the technics, nicky butt point, structural requirements carbon fiber, and puts forward the matters of attention in the construction, quality control, safety and inspection acceptance points.
【 key words 】 carbon fiber cloth material; Structures; and Reinforced concrete structure; Resin glue
中图分类号：TU746.3 文献标志码：A 文章编号：
1碳纤维布材的特点
碳纤维布修补技术是一种结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。
采用碳纤维布加固具有以下几个优点：①碳纤维布具有良好的力学性能，抗拉强度高是普通钢材的10～15倍．弹性模量与钢较为接近；②加固后能大大提高结构的耐腐蚀性和耐久性；③厚度小、自重轻，密度只有普通钢材的25％：基本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪．适用范围广，适合任何形状；④施工方便，不需要大型机械及材料周转，没有湿作业，易操作，经济性好；⑤适用范围广，施工期短。
某工程框架4层，建筑面积5500m2，在主体验收时．现场检测混凝土强度，发现3层框架柱梁混凝土强度均达不到图纸设计要求，经设计部门验算不能满足结构安全．业主与设计单位共同商定用碳纤维布材粘贴混凝土加固。
2工艺流程
凝土结构加固方案→混凝土表面处理→涂刷底层树脂胶→胶料找平→涂刷浸渍树脂胶→粘贴碳纤维布材(二层重复)→滚压密实→涂刷粘结树脂胶粘贴碳纤维布材→滚压密实→涂刷粘脂胶→喷砂。
3施工前的准备工作
(1)熟悉原设计图纸及碳纤维布材加固混凝土结构的设计方案。
2)根据工程结构特点搭设脚手架，张没安全网．设置安全标志。
(3)对应加固的混凝土构件按设计要求进行放线定位。
(4)用混凝土角磨机、砂轮等T具，去除需加固构件的混凝土表面蜂窝、浮浆、麻面、油污、杂质等。混凝土表面要打磨平整，特别是凹凸部位要磨平，转角处要进行倒角处理．并磨成圆弧状，网弧半径≮20mm，再对处理好的部位用钢丝刷清理洗刷干净。
(5)保持混凝土构件表面平整、干净、干燥。
4涂底层树脂胶
(1)根据设计要求，按一定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。
(2)用滚筒或毛刷将树脂胶均匀涂刷于混凝土表面，厚度≯0.4mm，出现漏刷、豌淌、起泡等现象，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．一般不少于2h)，再进行下道工序。
5胶料找平
(1)混凝土构件表面凹陷部位、模板接头处等出现高低差的部位应用整平胶料修补，尽可能的消除高低差。
(2)转角的处理，用整平胶料将其修补成光滑面，半径≮20mm。
(3)整平胶料固化后，再进行下道工序。
6粘贴碳纤维布
(1)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。
(2)配置搅拌粘贴树脂胶料，然后用滚向均匀涂刷于混凝土表面粘贴部位，在搭接拐角部位要适当多涂一些。
(3)用特制光滑滚子在碳纤维布材表面沿同一方向反复滚压超过至胶料渗出碳纤维布材表面，再去除气泡，待表面干燥后，方可进行下一层碳纤维布的粘贴(当为多层时，重复上述步骤)。滚压时防止损伤碳纤维布。
(4)在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂刷一层粘结树脂胶料。
(5)涂完最后一层粘结树脂胶后，用粗砂均匀撒在面层上。
7构造规定
(1)钢筋混凝土受弯构件正弯矩区进行正截面加固时，其受力面沿轴向粘贴碳纤维布材应延伸至支座边缘，且应在碳纤维布材的端部及集中荷载作用点的两侧，对粱设置碳纤维布村和的U形箍。
(2)加固混凝土构件强度等级不应低于C15，加固混凝土柱时．混凝土构件强度等级不应低于c10且混凝土表面正拉粘结强度不得低于1.5MPa。
(3)碳纤维布材沿纤维方向的搭接应≮100mm，采用多条或多层碳纤维布材加固时，各条各层纤维布材的搭接位置宜相互错开。
(4)碳纤维布材的端部在必要时应采取相应的附加锚固措施。
1)对梁：应在延伸长度范围内均匀设置U型箍锚固，并应在延伸长度端部设置一道。U形箍的粘贴高度应为梁的截面高度，若梁有翼缘或有现浇楼板，应伸至其底面，U形箍的宽度，对端箍不应小于加固碳纤维布材宽度的2/3，且应≮200mm，对中间箍不应小于加固碳纤维布材宽度的1/2，且应≮100mm，U形箍的厚度不应小于受弯加固碳纤维布材厚度的1/2。
2)板：应在延伸长度范围内通长设置垂直于受力纤维方向的压条，压条应在延伸长度范围内均匀布置。压条的宽度不应小于受弯加固碳纤维布材条带宽度的3/5压条的厚度不应小于受弯加固碳纤维布材厚度的1/2。
(5)当采用碳纤维布材对受弯结构负弯矩区进行正截面承载力加固时，应采取下列构造措施。
1)支座处无障碍时，碳纤维布材应在负弯矩包络图范围内连续粘贴，其延伸长度的截面断点应位于正弯矩区，且正负弯矩转换点的距离应≮1m。
2)支座处有障碍，但梁上有现浇板，且允许绕过柱位时，宜在梁侧4倍板厚范围内，将碳纤维布材粘贴于板面上。
3)在框架顶层梁柱的端节点处，碳纤维布材只能贴至柱边缘而无法延伸时．应粘贴L形钢板和U形钢箍板进行锚固，L型钢板宽度宜≮90％的宽度，且宜由多条钢板组成，钢板的厚度应≮3mm。
(6)当受弯构件粘贴的多层碳纤维布材允许截断时，相邻两层碳纤维布材宜按内短外长的原则分层截断，外层碳纤维布材的截断点宜越过断点200mm以上，并应在截断点加设U形箍。
(7)当采用碳纤维布材对钢筋混凝土或柱的斜截面承载力进行加固时，其构造应符合下列规定。
1)宜选用环行箍或加锚的U形箍，当仅按构造需要设箍时，也可采用一般U形箍。
2)U形箍的纤维受力方向应与构件轴向垂直。
3)当环形U形箍采用碳纤维布材条带时，其净间距不应大于现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定的最大箍筋间距的0.7倍,且不应大于梁高的0.25倍。
4)當梁的高度h≥600mm时,应在梁的腰部增设一道纵向腰压带。
(8)当采用碳纤维布材的环向围束对钢筋混凝土柱进行正截面加固或提高延性的抗震加固时，其构造应符合下列规定。
1)环向围束的碳纤维布材层数，对圆形截面不应少于2层，对下方形和矩形截面柱应少于3层。
2)环向围束下层之间的搭接宽度应≮50mm，碳纤维布材环向截断点的延伸长度应≮200mm，且各条带搭接位置应互相错开。
(9)当沿柱轴向粘贴碳纤维布材对大偏心受压柱进行正截面承受力加固时，除应按受弯构件正截面和斜截面加固构造的原则粘贴碳纤维布材外，尚应在柱的两端增设机械锚固措施。
(10)当采用环行箍，U形箍或环向围束加固正方形和矩形截面构件时，其截面棱角应在粘贴前通过打磨加以圆化。碳纤维布材应≮20mm，柱的圆化半径r≮25mm。
8安全注意事项
(1)裁剪及使用碳纤维布时要尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路。
(2)碳纤维布材在施工中应避免布材弯折。
(3)碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射。
(4)现场施工人员应穿工作服、佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。
(5)配置及使用胶的施工現场，必须保持良好通风。
(6)粘贴碳纤维布应尽量避免障碍物。
9工温度要求
施工现场现场的气温是影响施工质量的一个重要因素，根据工艺要求，现场气温应≥5℃。当低于5℃时，应使用低温特殊胶料或采取加温措施。若气温长时间低于5℃时，应暂停施工。
10检验及验收
(1)检查碳纤维布材用的纤维必须为连续纤维，检查产品出厂合格证、材料复试报告。
(2)承重结构用的胶粘剂必须进行安全性能检验，检验时，其粘结抗剪强度标准值应根据置信水平c=0.90，保证率为95％。
(3)浸渍、粘结纤维布材的胶粘剂必须使用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，其安全性能指标必须符合相关规定，承重结构加固工作中不得使用不饱和聚脂树脂、醇树脂等粘结胶粘剂。
(4)胶底和修补胶应与浸渍、粘结剂相适配，其安全性能应符合相关要求。
(5)检查碳纤维布和配套树脂粘结各道工序及隐蔽工程的验收资料。
(6)碳纤维布的实际粘贴面积不应少于设计面积，位置偏差≯10mm。
(7)现场检查碳纤维布与混凝土粘结质量，用小锤敲击或用手厂压，有效粘结面积≮95％。
(8)当对碳纤维布加固施工质量有怀疑时，可用粘结强度监测仪进行检测。
参考文献
[1]国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心.碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程．2001-04
[2]中国工程建设标准化协会标准.混凝土结构加固技术规范．北京：中国计划,1991-12-01
[3]尤调伟.浅谈碳纤维布加固技术.城市建设理论研究，2011,(22)
作者简介：曹瑞芳（1978—），毕业于山东省委党校建设经济管理专业。现临沂市兰山区住房和城乡建设局从事建筑工程管理工作。发表专业学术论文3篇。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
【关键词】碳纤维布材；构件；混凝土结构加固；树脂胶
【 abstract 】 the carbon fiber cloth briefly in the reinforcement concrete defect to the technics, nicky butt point, structural requirements carbon fiber, and puts forward the matters of attention in the construction, quality control, safety and inspection acceptance points.
【 key words 】 carbon fiber cloth material; Structures; and Reinforced concrete structure; Resin glue
中图分类号：TU746.3 文献标志码：A 文章编号：
1碳纤维布材的特点
碳纤维布修补技术是一种结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。
采用碳纤维布加固具有以下几个优点：①碳纤维布具有良好的力学性能，抗拉强度高是普通钢材的10～15倍．弹性模量与钢较为接近；②加固后能大大提高结构的耐腐蚀性和耐久性；③厚度小、自重轻，密度只有普通钢材的25％：基本不增加结构自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪．适用范围广，适合任何形状；④施工方便，不需要大型机械及材料周转，没有湿作业，易操作，经济性好；⑤适用范围广，施工期短。
某工程框架4层，建筑面积5500m2，在主体验收时．现场检测混凝土强度，发现3层框架柱梁混凝土强度均达不到图纸设计要求，经设计部门验算不能满足结构安全．业主与设计单位共同商定用碳纤维布材粘贴混凝土加固。
2工艺流程
凝土结构加固方案→混凝土表面处理→涂刷底层树脂胶→胶料找平→涂刷浸渍树脂胶→粘贴碳纤维布材(二层重复)→滚压密实→涂刷粘结树脂胶粘贴碳纤维布材→滚压密实→涂刷粘脂胶→喷砂。
3施工前的准备工作
(1)熟悉原设计图纸及碳纤维布材加固混凝土结构的设计方案。
2)根据工程结构特点搭设脚手架，张没安全网．设置安全标志。
(3)对应加固的混凝土构件按设计要求进行放线定位。
(4)用混凝土角磨机、砂轮等T具，去除需加固构件的混凝土表面蜂窝、浮浆、麻面、油污、杂质等。混凝土表面要打磨平整，特别是凹凸部位要磨平，转角处要进行倒角处理．并磨成圆弧状，网弧半径≮20mm，再对处理好的部位用钢丝刷清理洗刷干净。
(5)保持混凝土构件表面平整、干净、干燥。
4涂底层树脂胶
(1)根据设计要求，按一定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。
(2)用滚筒或毛刷将树脂胶均匀涂刷于混凝土表面，厚度≯0.4mm，出现漏刷、豌淌、起泡等现象，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．一般不少于2h)，再进行下道工序。
5胶料找平
(1)混凝土构件表面凹陷部位、模板接头处等出现高低差的部位应用整平胶料修补，尽可能的消除高低差。
(2)转角的处理，用整平胶料将其修补成光滑面，半径≮20mm。
(3)整平胶料固化后，再进行下道工序。
6粘贴碳纤维布
(1)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。
(2)配置搅拌粘贴树脂胶料，然后用滚向均匀涂刷于混凝土表面粘贴部位，在搭接拐角部位要适当多涂一些。
(3)用特制光滑滚子在碳纤维布材表面沿同一方向反复滚压超过至胶料渗出碳纤维布材表面，再去除气泡，待表面干燥后，方可进行下一层碳纤维布的粘贴(当为多层时，重复上述步骤)。滚压时防止损伤碳纤维布。
(4)在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂刷一层粘结树脂胶料。
(5)涂完最后一层粘结树脂胶后，用粗砂均匀撒在面层上。
7构造规定
(1)钢筋混凝土受弯构件正弯矩区进行正截面加固时，其受力面沿轴向粘贴碳纤维布材应延伸至支座边缘，且应在碳纤维布材的端部及集中荷载作用点的两侧，对粱设置碳纤维布村和的U形箍。
(2)加固混凝土构件强度等级不应低于C15，加固混凝土柱时．混凝土构件强度等级不应低于c10且混凝土表面正拉粘结强度不得低于1.5MPa。
(3)碳纤维布材沿纤维方向的搭接应≮100mm，采用多条或多层碳纤维布材加固时，各条各层纤维布材的搭接位置宜相互错开。
(4)碳纤维布材的端部在必要时应采取相应的附加锚固措施。
1)对梁：应在延伸长度范围内均匀设置U型箍锚固，并应在延伸长度端部设置一道。U形箍的粘贴高度应为梁的截面高度，若梁有翼缘或有现浇楼板，应伸至其底面，U形箍的宽度，对端箍不应小于加固碳纤维布材宽度的2/3，且应≮200mm，对中间箍不应小于加固碳纤维布材宽度的1/2，且应≮100mm，U形箍的厚度不应小于受弯加固碳纤维布材厚度的1/2。
2)板：应在延伸长度范围内通长设置垂直于受力纤维方向的压条，压条应在延伸长度范围内均匀布置。压条的宽度不应小于受弯加固碳纤维布材条带宽度的3/5压条的厚度不应小于受弯加固碳纤维布材厚度的1/2。
(5)当采用碳纤维布材对受弯结构负弯矩区进行正截面承载力加固时，应采取下列构造措施。
1)支座处无障碍时，碳纤维布材应在负弯矩包络图范围内连续粘贴，其延伸长度的截面断点应位于正弯矩区，且正负弯矩转换点的距离应≮1m。
2)支座处有障碍，但梁上有现浇板，且允许绕过柱位时，宜在梁侧4倍板厚范围内，将碳纤维布材粘贴于板面上。
3)在框架顶层梁柱的端节点处，碳纤维布材只能贴至柱边缘而无法延伸时．应粘贴L形钢板和U形钢箍板进行锚固，L型钢板宽度宜≮90％的宽度，且宜由多条钢板组成，钢板的厚度应≮3mm。
(6)当受弯构件粘贴的多层碳纤维布材允许截断时，相邻两层碳纤维布材宜按内短外长的原则分层截断，外层碳纤维布材的截断点宜越过断点200mm以上，并应在截断点加设U形箍。
(7)当采用碳纤维布材对钢筋混凝土或柱的斜截面承载力进行加固时，其构造应符合下列规定。
1)宜选用环行箍或加锚的U形箍，当仅按构造需要设箍时，也可采用一般U形箍。
2)U形箍的纤维受力方向应与构件轴向垂直。
3)当环形U形箍采用碳纤维布材条带时，其净间距不应大于现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定的最大箍筋间距的0.7倍,且不应大于梁高的0.25倍。
4)當梁的高度h≥600mm时,应在梁的腰部增设一道纵向腰压带。
(8)当采用碳纤维布材的环向围束对钢筋混凝土柱进行正截面加固或提高延性的抗震加固时，其构造应符合下列规定。
1)环向围束的碳纤维布材层数，对圆形截面不应少于2层，对下方形和矩形截面柱应少于3层。
2)环向围束下层之间的搭接宽度应≮50mm，碳纤维布材环向截断点的延伸长度应≮200mm，且各条带搭接位置应互相错开。
(9)当沿柱轴向粘贴碳纤维布材对大偏心受压柱进行正截面承受力加固时，除应按受弯构件正截面和斜截面加固构造的原则粘贴碳纤维布材外，尚应在柱的两端增设机械锚固措施。
(10)当采用环行箍，U形箍或环向围束加固正方形和矩形截面构件时，其截面棱角应在粘贴前通过打磨加以圆化。碳纤维布材应≮20mm，柱的圆化半径r≮25mm。
8安全注意事项
(1)裁剪及使用碳纤维布时要尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路。
(2)碳纤维布材在施工中应避免布材弯折。
(3)碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射。
(4)现场施工人员应穿工作服、佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟。
(5)配置及使用胶的施工現场，必须保持良好通风。
(6)粘贴碳纤维布应尽量避免障碍物。
9工温度要求
施工现场现场的气温是影响施工质量的一个重要因素，根据工艺要求，现场气温应≥5℃。当低于5℃时，应使用低温特殊胶料或采取加温措施。若气温长时间低于5℃时，应暂停施工。
10检验及验收
(1)检查碳纤维布材用的纤维必须为连续纤维，检查产品出厂合格证、材料复试报告。
(2)承重结构用的胶粘剂必须进行安全性能检验，检验时，其粘结抗剪强度标准值应根据置信水平c=0.90，保证率为95％。
(3)浸渍、粘结纤维布材的胶粘剂必须使用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，其安全性能指标必须符合相关规定，承重结构加固工作中不得使用不饱和聚脂树脂、醇树脂等粘结胶粘剂。
(4)胶底和修补胶应与浸渍、粘结剂相适配，其安全性能应符合相关要求。
(5)检查碳纤维布和配套树脂粘结各道工序及隐蔽工程的验收资料。
(6)碳纤维布的实际粘贴面积不应少于设计面积，位置偏差≯10mm。
(7)现场检查碳纤维布与混凝土粘结质量，用小锤敲击或用手厂压，有效粘结面积≮95％。
(8)当对碳纤维布加固施工质量有怀疑时，可用粘结强度监测仪进行检测。
参考文献
[1]国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心.碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程．2001-04
[2]中国工程建设标准化协会标准.混凝土结构加固技术规范．北京：中国计划,1991-12-01
[3]尤调伟.浅谈碳纤维布加固技术.城市建设理论研究，2011,(22)
作者简介：曹瑞芳（1978—），毕业于山东省委党校建设经济管理专业。现临沂市兰山区住房和城乡建设局从事建筑工程管理工作。发表专业学术论文3篇。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。