纤维布十篇

纤维布篇1

1、混凝土表面处理

（1）按上述要求对混凝土剥落、钢筋锈蚀、裂缝处理完毕

（2）使用角磨机等电动工具将表面突出、不平整的表面磨平，对有纤维布包边的棱角磨成半径不小于20mm的圆滑弧行面。表面打磨后，再用强力吹风机将表面粉尘彻底清除，表面清理干净后并保持干燥。

施工前对粘贴部位混凝土的表层含水率及所处环境温度进行测量，测量结果均满足含水率＜4％和环境温度＞5℃。按设计图纸，在加固部位放线定位，误差满足设计和相应规范要求。

2、涂刷FH-Tpr底胶

底胶与面胶不同，其内应含有与有机物及无机物均能亲和的功能键，能渗入混凝土内部一定深度。

FH-Tpr底胶

配合比A：B=2：1（FH-Tpr底胶：

A主剂无色液体，B固化剂红色透明液体）

（1）根据标准用量，按底胶规定的比例把底胶主剂和固化剂置于配胶容器中搅拌均匀。

（2）已配好的底胶如超过使用期后决不能使用。

（3）在底胶中严禁添加任何溶剂。

（4）用毛刷均匀、无遗漏地将底胶涂在需补强的混凝土表面，底胶涂布面边界应不小于所粘贴的碳纤维布大小。

（5）施工部位的温度应不低于5℃或高于40℃，相对湿度应小于70%，如遇雨天混凝土表面结雾或有水分，应将潮湿部位表面处理至干燥后方可施工。

（6）等底胶凝胶至指触干燥后，如发现表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺，注意不能将底胶层打磨穿。如有打磨穿的局部应重复操作步骤。

3、修整找平层

构件表面凹陷使碳纤维布粘贴不严密而造成起鼓，同时碳纤维出现局部弯曲，降低了其加固效果，采用找平胶（腻子）找平。

FH-Tpu找平胶

配合比A：B=2：1（FH-Tpu找平胶：A主剂为乳白色膏状体，B固化剂为灰色膏状）

（1）配制FH-Tpu找平胶。

（2）混凝土表面凹陷、段差、起拱等部位用找平胶填补平顺，不能有楞角。

（3）找平胶涂刮后，对表层凹凸糙纹用砂纸打磨整平。

（4）待找平胶表面指触干燥时即进行下一步工序施工。

4、涂刷浸渍胶

FH-Tre浸渍胶

配合比A：B=2：1（FH-Tre浸渍胶：A主剂为乳白色膏状体，B固化剂为深兰色液体）

配制浸渍胶时有专人按照配比和工艺进行，搅拌均匀无起泡产生为止，并防止灰尘等杂质混入。根据粘接树脂的标准用量，计算出所涂布面积的需用量，视现场气温等实际情况，确保在规定时间内一次用完。

5、粘贴碳纤维

（1）裁剪碳纤维布

a、碳纤维布的裁剪数量应保证能在当天用完。

b、碳纤维布一定要做好防潮处理。

c、弯折碳纤维布一律不得使用。

（2）根据粘接胶的标准用量，按粘接胶使用说明规定的比例粘接胶主剂和固化剂置于配胶容器中搅拌均匀。

（3）用毛刷均匀地将粘接胶涂在选定的混凝土表面，粘接胶涂布面应不小于所粘贴的碳纤维布大小。

（4）在已涂好粘接胶的混凝土表面铺覆碳纤维布，碳纤维布的铺覆方向符合设计要求，一层中各张布之间的搭接应在纤维方向进行，并且搭接宽度应不小于20cm。

（5）用专用胶辊或刮板在碳纤维布上沿纤维方向施加压力并向一个方向或从中间向两个方向滚动碾压（不允许来回反复滚动），使树脂胶液充分侵渍碳纤维布，形成复合材料，消除气泡和除去多余树脂，使碳纤维和底层充分粘接。严禁交叉垂直于碳纤维方向滚动碾压施工，以免出现折丝弯丝现象。

（6）横向碳纤维粘贴，应在纵向纤维表面粘结胶固化至指触干燥后方可进行下一层碳纤维布的铺覆。

将裁剪好的碳纤维布卷成桶状，由一端向另一端粘贴。先用刮刀沿着纤维方向刮压，再用罗拉沿着纤维方向滚压。禁止刮刀、罗拉在纤维横向赶压。

6、涂刷面胶（用FH-Tre浸渍胶）

用滚筒刷在碳纤维表面均匀涂抹面胶，使碳纤维充分被浸润。涂刷后罗拉沿纤维方向滚压2-3次，使纤维内部浸透粘结胶，但不得将已粘好的碳纤维布卷起。多层粘贴时重复上述步骤。

7外观检查的病害

8缺陷修补方法

（1）空鼓修补：注入粘结树脂，切割回填树脂，补贴碳纤维。

（2）褶皱、分散修补：补贴碳纤维。

（3）浸渍不充分修补：补涂面胶，补贴碳纤维。

9拉拔试验

根据规范要求，正拉粘接强度≥2.5MPa，且为混凝土内聚破坏

10养护

a、每处施工完成后，自然养护24小时内应确保不受外力硬性冲击。

b、每道工序过程中及时完工后，均应采取适当措施保证不受污染或雨水侵袭。

c、自然养护至达到设计要求需要5天左右。

8、碳纤维布粘贴的质量标准

（1）粘结胶浸润碳纤维布良好。

（2）碳纤维布粘贴密实与混凝土结合达到100%以上。

（3）碳纤维布方向不发生弯曲。

（4）顺纤维布方向搭接长度不小于20cm，各层之间的搭接部位不得位于同一条线上，必须错开至少50cm。

（5）碳纤维布规格、贴片位置、长度、宽度、纤维方向、层数符合设计规定。

11、粘贴碳纤维布施工验收要求

（1）在粘贴碳纤维布施工过程中，施工单位必须有工艺工序质量检验单，每一道工序必须达到设计要求和规范要求，经现场监理检验合格后，方可进入下一步工序，未经检验合格的施工工序，均不得进行下一步施工。

（2）纤维片材与混凝土结构之间的粘结质量，应用小捶轻轻敲击或手压碳纤维片材表面的方法来检查，总有效粘结面积应达到100%。

（3）所有产品都有产品合格证、产品质量出厂检验报告，进口产品有进口报关单，各项性能指标应符合国家技术规程要求。

（4）碳纤维片材实际粘结贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于10mm。

（5）业主和监理单位可对进场碳纤维片材和配套树脂类粘结材料进行现场取样检验。

（6）碳纤维片材加固混凝土结构粘结强度现场检测应符合规定。

10、

施工安全及注意事项

（1）碳纤维布为导电材料，使用碳纤维布材时应尽量远离电气设备及电源。

（2）碳纤维布配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。

（3）树脂的配制和使用场所，应保持通风良好。

纤维布篇2

关键词：碳纤维布 桥梁加固 维修

当前，桥梁老化、桥梁裂缝、桥梁破损等病害问题普遍存在。虽然这些桥梁都出现了病害，但是还具有使用价值，如果重新建设，需要花费大量的资金，造成资金浪费。为了保证桥梁的荷载等级和承载力，需要对桥梁进行加固。碳纤维布作为一种新型的加固方法在控制裂缝发展、提升桥梁的抗剪能力方面具有良好效果。

1.案例介绍

某桥梁于90年代建立，设计一级公路标准。公路桥梁由双向车道构成，最后形成两个半幅桥，在桥的中间设有分车道，桥的宽度和长度分别23.8m，91m，桥梁上部结构采用空心板梁，下部结构使用双柱式钻孔灌注桩墩台，桩径除了两个桥台为φ1.3m，其他墩的直径为φ1.2m。

2.造成的危害

比较容易导致主梁出现裂纹，受弯距作用的影响，腹板跨中范围内易于出现竖向的裂纹；受剪力作用的影响，腹板支座范围内易于出现斜向的裂纹；梁端支座处的混凝土强度较低、受支座处冲击力等影响，有的梁支点到端头的范围内腹板出现斜向裂纹，还有几个桥墩的梁腹板出现裂纹。对梁结构理论进行了充分的论证、认真核查桥梁技术以及荷载试验，维修梁腹板出现的裂纹可以采取以下几种办法：①采取维修加固补强技术来提升桥梁的承载能力，使其符合桥梁的使用标准；②将桥梁的现有危害处理好，使桥梁的耐久性得到提高；③对桥梁进行改造，使其改造后可以达到一、二类梁的标准。

3.碳纤维布加固的特征及原理

3.1加固的特征

（1）碳纤维布是一种布状材料，它具有较高的弹性和强度，是碳纤维按照单一的方向连续编制而成的。在使用的时候需要用专用结构胶或者是环氧树脂进行粘结，将其粘在需要加固的混凝土构件上，当树脂固态化以后就会构成新的受力体，原构件和高性能的碳纤维一起来承担荷载，从而实现加固的要求。

（2）碳纤维的自身重量比较轻，它的重量是钢筋的五分之一，使用碳纤维不会加重结构的重量。碳纤维的抗拉强度较高，可以达到普通钢板的十倍以上。碳纤维具有较强的弹性，它可以使钢筋混凝土中钢筋应力得到较好的降低。

（3）碳纤维具有较好的化学性能，它的化学结构非常稳定，遇到酸碱等化学介质不会出现腐蚀的情况，具有较好的耐热、耐寒性能，在盐碱环境中和露天施工场地比较适合使用。

（4）碳纤维质地柔软，可以在任何情况下使用，施工和运输都比较便利，不需要使用专业的设备和大型机械来运输，这样可以使施工费用得到有效的控制，使工程的施工期得到有效缩短。

3.2加固的原理

碳纤维的排列方向不同其拉伸强度就会不一样，当碳纤维拉伸的方向与受力方向是一样的时候，拉伸强度就会较高，相反，拉伸强度就会降低。通常情况下，构件受到弯距影响，构件的受压区域就会产生裂纹，将碳纤维布粘贴到受拉区表面，构件受到荷载的压力作用以后，裂纹无法实现进一步的延伸。所以，跨中出现的细小裂纹被均匀地分布在构件的受拉区域，导致构件截面的受压区域高度增加，受碳纤维的作用，受弯构件的承载能力也会得到有效的提升。

4.施工流程以及施工技术

使用专业的碳纤维布和粘贴树脂，依据设计的要求粘贴于混凝土的表面，实现结构物增强补强效果的作用，材料及性能的详细信息详见下表1所示。

4.1施工程序

施工准备阶段处理混凝土表面粉刷底层树脂找平处理粘贴树脂或者是浸泡树脂碳纤维布粘贴处理表面。

4.2施工技术

（1）被加固的混凝土表面需要进行打磨处理，将表面的风化层处理干净，使其裸漏出新茬，将表面灰尘清理干净，依据设计要求对裂纹实施灌缝处理，表面使用修复材料将其修理平整，接着粉刷底层树脂。表层粉刷的树脂按照设计的要求配置并搅拌均匀，粉刷墙面的时候使用短毛滚刷施工，确保粉刷均匀。底层树脂干燥以后，按照设计要求来配置找平树脂，将基层找平，确保没有凸凹之处。

（2）浸渍树脂的粉刷。当找平树脂基本凝固以后，按照设计的要求来配置浸渍树脂，浸渍树脂搅拌均匀以后，在粘贴处均匀的粉刷，厚度保持在5mm左右，一定要确保厚度均匀，一定要完全粉刷不可以有遗漏的地方。

（3）碳纤维布的粘贴。碳纤维布按照一定的方向展开并拉紧，将其平铺在浸渍树脂的表面，轻轻地按压，使用专业的工具按照一定的方向来反复滚压碳纤维布，确保里面没有空气存在，使浸渍树脂和碳纤维布紧密地粘贴在一起，碳纤维布一定要铺平不可以有气泡存在。

（4）如果需要多层粘贴可以重复以上操作流程，碳纤维布表层的浸渍树脂凝固以后立即进行下一层的施工。当最后一层碳纤维布粘贴好以后，应该进行最后一次的压实，再将浸渍树脂均匀地涂抹在表面。加固层要想完全固化需要一周的时间，当加固层完成固化以后可以按照设计的要求来进行表层装饰。施工的时候，外部环境要保持在5℃以上，配套树脂的施工温度一定要控制好，环境温度和基材表面的温度要相差不太，湿度要控制在85%以内。

4.3工程总结

碳纤维布的施工特点为具有较强的耐久性、强度以及弹性。碳纤维布的抗拉强度要比钢材的抗拉强度高出十倍左右，使用环氧树脂将其与钢筋混凝土粘贴在一起，使构件和碳纤维布形成一个有机体，使补强效果得到明显的提升[3]。碳纤维布的重量比较轻，施工的时候不需要使用大型机械设备辅助施工，碳纤维布自身较薄，所占空间较小。由于该工程加固的空间比较紧，使用碳纤维布可以较好地体现出施工效果，同时还具有较强的耐久性。加固的时候，使用的是配套树脂和碳纤维，因此不会发生生锈的情况，同时具有较强的抗腐蚀性，当遇到酸、碱等物质的时候也不会被腐蚀。碳纤维布具有较强的耐热性和抗化学性，因此外观比较美观，能够保持结构的原来形状。碳纤维布在施工的时候，可以随着构件的形状进行剪裁，修复和补强不会使构件受到任何的影响，表面可以自由地粉刷、装饰，且施工比较方便。碳纤维布施工不需要大型机械设备和大量人力，使用碳纤维布来加固桥梁的主梁可以节省大量的投入资金，可以有效缩短施工周期，施工中不断交的要求也可以轻松实现，使工程的经济效益得到明显的提升。为了确保新技术的普及，相关单位一定要及时地制定完善的设计、施工以及竣工验收方案，从而确保新技术可以迅速投入使用。

5.结论

旧桥加固使用碳纤维布粘贴技术已经得到了国际的普遍认可，该技术已经被广泛使用，得到了有关部门的足够重视。经过大量的实践表明，碳纤维布加固技术是我国未来旧桥加固使用的主要技术，该技术具有很多的优点，比如自重较轻、施工周期短以及施工比较方便等。该项目施工受到很多因素的制约，维修后的质量需要经过一段时间的观测才能知道效果如何，经过认真的分析整理相关的信息，可以更加准确地评价旧桥碳纤维布加固的效果，认真总结施工经验，为今后该项技术的普及和推广打下坚实的基础。

参考文献：

[1]叶列平，崔卫，邱清瑞等.碳纤维布加固混凝土构件正截面受弯承载力分析[J].建筑结构，2001（03）：3-5+12.

[2]李忠献，张媛，景萌.碳纤维布加固复合受力钢筋混凝土箱梁抗扭性能的非线性有限元分析[J].工程力学，2006（A01）：122-127.

纤维布篇3

【关键词】粘贴；碳纤维；加固；桥梁

1、概述

碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic）加固修复混凝土结构技术是近年来在发达国家兴起的一项新型加固技术，该项技术是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体CFRP，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。

2、粘贴碳纤维布施工工艺

2.1、施工流程

放设施工线―基面处理―刷抹漆底胶―刮腻子―粘贴碳纤维布―养护―涂刷碳纤维专用漆。

2.2、施工步骤

（1）依据设计文件进行施工范围内的放线作业。

（2）将施工区域内用角磨机对基面进行磨平处理，磨平时要见混凝土光面，并用空气压缩机将粉尘吹干净，直至用手触摸不粘灰为止。

（3）将底胶按比例配制并搅拌均匀。用短毛滚刷均匀涂抹在磨平部位，静置5-7小时，至手触摸不沾手方可进行下一道工序。底胶拌和里每次不宜过多，应做到随用随拌，不得使用失效的环氧树脂，拌和器具应干净清洁，不得使用已浸过溶剂的毛滚。

（4）待底胶干燥后，按比例拌和环氧腻子，并调和均匀，用腻子刮平工作面的坑槽，养生5-7小时。

（5）粘贴碳纤维布

a.用砂纸打磨一遍工作面，并用棉丝将粉尘擦拭干净。

b.施放作业边界线。

c.按比例将积层树脂进行拌和均匀后，用短毛滚均匀涂抹于工作面上。

d.将碳纤维布按顺序依次粘贴于工作面，并用消泡滚反复滚压碳纤维布表面，使碳纤维布与工作面紧密结合，不至有气泡存在。

e.静置30-60分钟在碳纤维表面再均匀涂一层浸渍树脂。涂抹浸渍树脂时，不得使粘贴的碳纤维布卷起。

（6）碳纤维在拈贴后，养护24小时，不宜使碳纤维布受潮、受震，也不得受荷载直接冲撞碳纤维布表面。

（7）待树脂初期硬化后，在碳纤维布表面涂刷一层碳纤维专用漆，其颜色和原来结构相同。

2.3、施工中应注意的事项

（1）施工宜在5℃以上环境温度条件下进行，并应符台配套树脂的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应使用适用于低温的配套树脂或采用升温处理措施。

（2）在表面处理和粘贴碳纤维布前，应按加固设计部位放线定位。

（3）树脂配制时应按产品使用说明规定的配比称量置于吝器中，用搅拌器均匀搅拌至色泽均匀。搅拌所用的容器内不得有油污及杂质。宜根据现场实际温度决定树脂的每次拌合量，并严格控制使用时间。

（4）粘贴前板底首先要打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出结构新面，混凝土表面应清理干净并保持干燥；钢筋露出部位须做防锈处理，如损坏程度严重，须采取其它措施，以确保安全；转角拈贴处要进行倒角处理打磨成圆弧状，图弧半径不应小于20mm 。

（5）按比例准确配制好底胶并搅拌均匀，注意一次调和量在可使用时间内用完，超过时间的绝对不能使用，以确保粘接质量；底胶硬化后，在表面有凸起部分时，要用磨光机或砂纸打光。

（6）粘贴碳纤维布时要从中间向两侧进行粘贴，可避免施工时产生气泡影响加固效果。

（7）碳纤维布配套树脂的原料应密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。

（8）树脂的配置和使用场所，应保持通风良好，现场施工人员应根据使用树脂材料采取相应的劳动保护措施。

（9）涂刷碳纤维专用漆必须等树脂初期硬化后再施做，如表面上仍有不平，用环氧树脂砂浆作细部找平后再涂刷碳纤维专用漆。

（10）碳纤维布的施工应由熟悉施工工艺的专业施工队伍完成，并应精心组织、精心施工。

2.4、施工要点

（1）碳纤维布应按顺序依次粘贴于工作面，并用手轻压，采用专业的消泡辊顺纤维方向从中间向两边或沿一边多次辊压，挤出气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布。

（2）粘贴的混凝土表面应打磨平整，除去表面浮尘和油污，露出混凝土结构新面，转角粘贴处应进行倒角处理并打磨成圆弧，圆弧半径不小于20mm，对于混凝土表面凹陷部位应用找补材料填补平整。

2.5、粘贴碳纤维布质量检验

（1）重点应检查碳纤维布的材料质量和纤维布的粘贴质量，在施工之前应检查纤维布和配套胶的产品质量合格证、产品质量出场检验报告，各项性能指标均符合规范的要求，碳纤维布与混凝土表面的粘贴应用小锤轻轻敲击的检查方法，总有效粘结面积均应大于95%。

（2）碳纤维布空鼓部位的处理：碳纤维布粘贴完成后，应对空鼓部分进行处理，经过业主、总监理工程师和施工单位的共同协商，采用对空鼓部分用刀片割开的方法进行处理，具体方去为：先用刀片对空鼓部位的碳纤维布割开，割开方向顺应碳纤维布的主纤维方向，然后用专用的注射器器进行注胶，直至填满，然后用手压平。

3、粘贴碳纤维布加固技术主要优点

粘贴碳纤维布加固技术，是近十年在日本首先应用和发展起来的，已有一千多个工程实例。该方法的主要优点表现在：

（1）性能稳定，具有优良的抗化学腐蚀能力和耐久性能；

（2）重量轻，不增加结构静载，具有较高的强度/重量比，粘贴后原结构的自重及结构尺寸会增加得很少；

（3）强度高，碳纤维材料抗拉强度是普通钢材的8倍左右，弹性模量与钢材接近，且具有比钢材更好的抗疲劳性能；

（4）具有较强的变形性能，从而能在各种形状的结构上进行施工，适用面广；

（5）容易手工操作，不需专门机械设备，施工无灰尘和噪声污染，并可不间断生产运营；

（6）施工质量易保证，由于碳纤维布是柔性的，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。

4、粘贴碳纤维布加固技术在桥梁加固中的应用展望

在过去的几十年间，由于桥梁的设计等级偏低、施工不当、材料老化严重、超载和环境恶劣等系列原因，钢筋混凝土桥梁的损坏越来越严重，对旧危桥的维修加固已迫在眉睫。碳纤维布具有高强、轻质、耐腐蚀、非磁性，其粘贴加固施工方便、工期较短等优点而广受国内外关注。由于粘贴碳纤维加固法有很多优点，在我国，有关部门已责成同济大学编订碳纤维布加固修补结构施工及验收规范，随着国民经济的增长，粘贴碳纤维加固法在桥梁加固中的应用必将有广阔的发展天地。

参考文献：

纤维布篇4

【关键词】碳纤维布结构加固 应用前景

中图分类号：TU528.582文献标识码： A

在日益发展的现代建筑中,过去的一些已建成建筑由于当时设计师未能考虑较大的荷载或较朝前的使用功能或由于时间,环境等的影响导致某些结构构件(梁,板,柱)出现不同程度的损伤,损坏或部分实效,但要重新拆掉另行建设则代价较大,故加固该类建筑势在必行,加固方法很多,本文仅介绍一种碳纤维布加固技术.

1、碳纤维布加固技术简介

粘贴纤维复合材加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，使碳纤维片材承受拉应力，并与混凝土变形协调，共同受力，达到提高构件承载能力的目的，起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。

2、碳纤维布加固的原理

用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍；但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固的目的。

3、碳纤维布加固技术特点

1）高强高效：碳纤维布拉伸强度一般均超过3000MPa，拉伸弹性模量超过2.1×10^5MPa，与钢筋的弹性模量相近，适合于混凝土结构的加固修复。

2）施工便捷：碳纤维材料轻质、柔软、易粘贴，比重只有钢铁的1/4， 厚度小于0.5mm。故可以在基本不增加原结构自重及截面尺寸的情况下，发挥强大的补强效果。

3）养护时间短：常温下加固完工后72小时可以受力。

4、适用范围

1）适用于房屋建筑、铁路工程、公路工程、港口工程和水利水电等工程中混凝土结构的加固和砌体结构、木结构加固中的共性技术。

2）梁板受拉受弯加固、柱的抗震加固、构件抗剪加固。

3）采用碳纤维加固的混凝土结构，长期使用的环境温度不应高于60℃。处于特殊环境（腐蚀、放射、高温等）下的混凝土结构进行加固时，尚应遵守国家现行有关标准的规定，并采取相应的防护措施。

4）施工宜在环境温度为5℃以上的条件下进行，并应符合配套树脂胶要求的施工使用温度。当环境温度低于5℃时，应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。

5）被加固混凝土结构构件的现场实测混凝土强度等级不应低于C15。

碳纤维片材的主要力学指标

性能项目 碳纤维布 碳纤维板

抗拉强度标准值Fcfk ≥3000Mpa ≥2000Mpa

弹性模量Ecf ≥2.1x10^5Mpa ≥1.4x10^5Mpa

伸长率 ≥1.5% ≥1.5%

说明：1、单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。

2、碳纤维板的厚度不宜大于2.0mm，宽度不宜大于200mm，纤维体积含量不宜小于60%。

5、施工工艺流程

1）放线定位 ：首先熟悉施工图纸，明确加固部位及范围，然后在构件上弹线（其轮廓线要大于实贴尺寸20mm以便打磨）；

2） 混凝土表面处理：为了保证粘贴密实，在不影响原结构的基础上，采用先人工后机械打磨的方法，剔除表面灰层与混凝土的接触面，混凝土面平整度每米不大于4mm，同时要剔除粘贴面上的木屑、油污等杂物，磨去混凝土表面的附着物，露出混凝土新面。再用脱脂棉丝擦拭混凝土粘贴面，去除表面浮灰，然后用脱脂棉丝沾丙酮（纯度80%以上），擦拭2-3遍，最后在粘贴前再清洗一次混凝土表面，处理结果以表面无灰尘、油污为准。

3）裁剪下料：按照设计尺寸并结合实际情况将碳纤维布准确下料，要求不乱丝、不断丝。

4）涂刷底层树脂 ：按照产品工艺规定配制底层树脂，表面指触干燥后立即进行下道工序。

5）找平处理：混凝土表面凹陷部位用专用找平材料填补平整，且不应有棱角，纤维布通过的转角处，用找平材料修复成光滑的圆弧，半径不应小于20mm。表面指触干燥后立即进行下道工序。

6）粘贴：按照产品工艺规定配制粘贴树脂，将纤维布表面擦拭干净无粉尘后立即涂刷粘贴树脂，胶层应呈凸起状，平均厚度不小于2mm，将涂有粘贴树脂的纤维布固定在需要粘贴的位置，用橡皮滚筒顺纤维方向平稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空鼓。当平行粘贴多层纤维布时，其间距应大于5mm。粘贴两层纤维布时，应连续粘贴，如不能立即粘贴，需在粘贴前对底层纤维布做好清洁工作。粘贴碳纤维后需对粘贴层进行防火处理。

6、检验与验收

碳纤维布与混凝土之间的粘贴质量必须保证其有效粘贴面积大于95%，施工质量满足《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》

纤维布篇5

关键词：碳纤维布加固施工技术

碳纤维布具有高抗拉强度、高弹性模量、质量轻、厚度薄、耐腐蚀性能好、使用方便等重点，所以碳纤维布加固钢筋混凝土结构是新兴的一种加固技术。该技术是利用树脂类材料将碳纤维布粘贴于结构或构件表面，使碳纤维布与混凝土形成一个复合性整体，提高结构构件的抗弯、抗剪承载能力，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。碳纤维布加固技术具有施工便捷、用途广泛、不改变结构形状及重量等特点，有很大的研究推广价值。

1工程概况

某高速公路第八设计段有120多万土石方要从设计的3号取土场取料进行路基填筑，该填筑路段走向与附近蜿蜒的头道花园河基本一致，与3号取土场隔河相望，仅一县道以4-20m钢筋混凝土T梁跨河通过。头道花园河河床主要是巨粒卵石和大孤石，雨季和冰融季节水流量大而急，每秒达300m3以上，修建便桥难度特别大。但该旧桥是于80年代修建，上、下部结构均采用的是C25混凝土；设计荷载标准为汽-20、挂-100级，人群荷载3.0KN/m2，设计抗震烈度为6度。通过对该桥进行现场检查、检测，发现该桥病害较多，主要集中在桥面开裂、破损严重， T梁跨中截面出现竖向受力裂缝，1/4跨处出现弯剪裂缝等。结构承载力基本满足设计要求，但安全储备不是很足，安全系数偏低。而附近高速公路施工期间经过该桥多为重载车且车流量大。经过比选，决定采取加固该旧桥的方案来实现跨河至3号取土场取料。

2加固方案及施工工艺

具体加固方案为：一是将原桥面整体化层及铺装层整体凿除，然后植筋，按要求一次性加厚施工桥面整体化层，替代了原桥水泥混凝土整体化屋及沥青混凝土桥面铺装；二是用改性环氧树脂进行裂缝处理及用碳纤维布加固梁体。碳纤维布加固方法，在T梁底粘贴与梁同宽的通长碳纤维布条2层，并在端部5m范围内按20cm间距粘贴100mm宽单层碳纤维布“U”形箍，以便更好的将梁底碳纤维布加以固定及增大端部抗剪强度。在翼缘根部，粘贴一层碳纤维布压条。

2.1裂缝处理

（1）表面清理

用打磨机将混凝土表面污物及浮浆清理干净，直至露出密实的混凝土结构。对缝宽小于0.2mm的，用改性环氧树脂进行表面涂刷密封；对大于0.2mm的裂缝用改性环氧树脂灌缝修补。

（2）安装底座

在梁的两侧裂缝处各安装两个硅酮橡胶灌浆底座，并用专用底座粘贴胶进行固定，两个灌浆底座的间距约200mm。

（3）裂缝密封

用封缝胶将整条裂缝及可能漏胶的部位进行表面密封，并等待封缝胶的硬化。

（4）灌注改性环氧树脂

将装好低粘度改性环氧树脂灌缝胶的专用注射筒安装至底座上，并加压灌注，直至灌满为止。灌注过程应连续施工，注意不可产生漏浆现象。

（5）拆除底座

待所灌注的改性环氧树脂硬化后，将橡胶底座拆除，并将表面用打磨机打磨平整。

2.2碳纤维布加固工艺

碳纤维布施工工艺流程见图一。

图一 工艺流程图

（1）表面处理

混凝土表面如出现的表面脱落、蜂窝、腐蚀等劣化现象部位应予以剔除，对较大面积的劣质层，在剔除后用水泥砂浆进行修复。将混凝土的表面用混凝土角磨机处理整平，除去表面松散物、尘埃、油脂等杂物，凸出部位要磨平，转角部位要倒成不小于20mm的圆角。用吹风机或吸尘器将混凝土表面清理干净并保持干燥。用脱脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面，若有漏水现象要作止水、导水等处理，被加固结构表面处理的好坏直接影响加固质量。

（2）涂刷底胶

把底层树脂的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入专用容器内。先称量主剂，然后加入固化促进剂，搅拌均匀，1~3分钟后再加入固化剂，并用搅拌器搅拌均匀；一次调和量应在可使用时间（约30~40分钟）内用完。用专用滚筒刷将底层树脂均匀的涂刷于混凝土表面，待树脂表面指触干燥（树脂表面达到固化硬结）后，表面上的凸起部分（类似结露的露珠状）要有砂纸或角磨机磨平。

（3）修补找平

用配制的环氧腻子将结构表面凹陷部位填平，并修复至表面平整、顺滑，无楞角。转角处也应修复为光滑的圆弧。腻子涂刮后，表面存在的凹凸糙纹，应用砂纸打磨平整。

（4）粘贴碳纤维布

首先，裁剪碳纤维布。根据要求裁好所需尺寸，并保证剪裁后的碳纤维方向与粘贴部位方向一致。严禁斜向裁切碳纤维布，防止出现拉丝现象。裁剪后的碳纤维布卷成卷状，防止褶皱、弯折。然后，配制浸渍胶液。按规定的比例准确称量浸渍胶液的主剂和固化剂，装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次配制胶量要以可使用时间（约50~60分钟）内施工所需量为限。最后，粘贴碳纤维布。粘贴前应对粘贴面再次擦拭，确保无粉尘后，将浸渍胶液均匀地涂抹于所要粘贴的部位。涂刷时，必须做到“稳、准、匀”的要求，即：稳，涂刷用力适度，尽量不流不坠不掉；准，在粘贴部位准确进行涂刷，满刷且不出控制线；匀，涂刷范围内薄厚均匀一致。粘贴碳纤维布时，同样要“稳、准、匀”，使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。滚压碳纤维布时，必须用特制的滚筒从一端向另一端多次进行滚压，挤除气泡，不宜在一个部位反复滚压揉搓，滚压中应让浸渍胶液充分渗透碳纤维布，以达到脱泡、浸润的效果。需要搭接时，沿纤维方向的搭接长度不小于100mm，并保证搭接部位的胶液浸渍质量。随着结构胶粘剂反应使粘度增高固化（碳纤维表面指触感干燥为宜），再涂第二层时就可达到良好效果，多层粘贴重复以上步聚，在最后一层碳纤维布表面均匀涂抹浸渍胶。

（5）养护

粘贴碳纤维布后应进行养护，特别是在其固化时要防雨淋、防风砂等，严格不受外界干扰和碰撞，养护期约一周。

（6）检验

施工质量检验及验收标准：

a、碳纤维布片粘贴位置的中心线允许偏差不大于10mm，采用钢尺测量全部；

b、碳纤维布片粘贴量不小于设计数量，根据测量计算全部；

c、粘贴质量：单个空鼓面积小于1000mm2时采用充胶修复，不小于1000mm2时采用割除修补；空鼓面积之和与总粘贴面积之比小于5%，锤击法全部或抽样检查；

d、粘接质量不符合要求需割除修补时，应沿空鼓边沿，将空鼓部分的碳纤维布割除，用每边向外缘扩展100mm大小的同样碳纤维布，用同样粘结剂，补贴在原处。

3施工注意事项

（1）固化剂中含有有机过氧化物，应使用玻璃、铝、不锈钢等材料的容器，避免使用铁、铜等制品。底胶和腻子的固化剂与浸渍胶液的固化剂不同，使用时应分清用途，不得用错。

（2）所有材料的计量必须使用计量精度为±1g的计量器，混合的顺序是：先计量树脂，然后添加固化促进剂搅拌1~3分钟，再后添加固化剂搅拌1~3分钟，严禁同时添加固化剂和固化促进剂进行混合。

（3）树脂的混合量应在可使用时间内用完，特别是在进行浸渍胶液的施工时，应考虑浸渍时间再决定混合量。树脂凝化时间一超过，就会发生急剧的固化，不能再进行重复使用，为保证施工质量，一般可使用时间控制在比凝化时间短10分钟左右。主剂、固化剂混合后，严格遵守可使用时间，一旦出现凝化的前兆应立即停止使用。

（4）碳纤维布只有与所加固修补的混凝土表面紧密接触，才可能产生良好的补强效果。需加固部位表面的锐利突起物或楞角，都可能使碳纤维布产生操作而导致强度降低。因此，粘贴碳纤维布前，一定要检查需加固部位表面是否平整，否则应进行打磨，平整度保持在1mm以内。

（5）碳纤维布在运输、储存过程中不得受挤压，以免碳纤维受损，胶结材料应阴凉密闭储存。保管碳纤维布时，应避免日光直射及雨水、灰尘等的侵袭。碳纤维布裁剪后应卷成小卷，防止褶皱。

（6）由于碳纤维为导电材料，施工时应远离电气设备及电源，或采取相应的防护措施。粘结剂的配制应室内进行，其操作环境及施工现场均需保持良好的通风。施工人员应戴防护面罩、手套并着工作服。

（7）各种材料不得污染生活水源。废弃物应按环保要求集中处理，不得直接倾倒大自然或下水道。

4总结

利用碳纤维布加固技术补强后，该桥经历了施工期间高频率重载车的考验，正常使用至今，未出现任何异常现象。

纤维布篇6

关键词：碳纤维布，旧桥加固，斜桥

Abstract: The carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) is widely used for structure strengthening owing to its advantages of lightweight, high strength, high efficiency and easy construction. The skew bridge structure is also a very common type of structure, and the mechanical characteristics of the skew bridge is also different from any conventional of orthogonal of the bridge. In the light of the specific conditions of a problem bridge, the CFRP is selected for strengthening of the bridge. After the comparison the bearing capacity of the bridge before and after it is strengthened we found that the capacity of the bridge had been improved greatly after it is strengthened, and reinforcement effect is obvious.

Key words: carbon fiber-reinforced polymer, bridge strengthening, skew bridge.

中图分类号: U448.41文献标识码：A文章编号：

0 前言

碳纤维布( CFRP) 具有自重轻、强度高、抗疲劳、耐腐蚀性好、对桥梁使用影响较小等特点。碳纤维布强度是普通二级钢的15倍左右，厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作，因此在桥梁结构的加固中备受青睐。

在实际的桥梁设计中由于河道位置和路线间交角的不垂直，这种情况下往往就需要修建斜桥，斜桥也是桥梁结构中一种比较常见的类型。斜桥由于斜交角的大小不同，实际的受力也是不尽相同的。由于设计、施工、实际运营中的荷载状况等原因，我国公路上的一些斜桥出现了一些具有自身受力特点的病害，急需加固。国内对用碳纤维布加固预应力混凝土斜交桥梁的应用报道很少，由于斜交桥梁的受力复杂性和加固技术的研究起步较晚，现场加固的应用规程、施工指南等资料欠缺[1]~ [4]。本文针对某一级公路上的一座斜桥的加固工程为实例，探讨碳纤维布在斜桥加固中的应用。

1 斜桥的受力特点

斜交板桥是指桥梁轴线与支承线呈某一夹角的桥梁，其夹角习惯上称为斜交角f。

图1 斜桥平面图

斜交板桥受力复杂，其受力特性与三跨连续梁有相似之处。斜板在荷载作用下，在钝角处不仅产生较大的负弯矩，而且还对该部分产生扭矩[5]。[]

图2 三跨连续梁

连续梁在均布荷载作用下的弯矩图如下图所示

图3 连续梁弯矩图

在钝角B、C处由于处于负弯矩区段，常常会在顶板出现裂纹，裂纹反射到桥面上，桥面铺装就会出现斜向的裂纹，这一区段为加固设计中需要特别注意的。

2 实桥应用

某桥为城市主干道上的一座斜桥，设计荷载为公路-Ⅰ级。平面位于R＝4000m的圆曲线上，弯桥直做，斜交角105°。桥跨组合为15.845m+20.21m+15.845m。下部构造桥墩采用柱式墩，钻孔灌注桩基础，桥台采用肋板式台。

图4 桥梁全景图

2.1 加固方案

2.1.1 病害统计

经现场实际调查发现本桥上部结构的病害有：

1.桥墩：连系梁和墩柱经检查未见病害，盖梁底部露筋严重，并且露筋处出现钢筋锈蚀。

2.右幅桥第1、2孔板底斜向裂缝，最大裂缝宽0.22mm，最大裂缝长8m。

3.桥面铺装：桥面出现较多的斜向裂缝，横向裂缝。

4.护栏：经查护栏有多处裂缝和破损，主要是由于护栏的伸缩缝设置不当导致。

原因分析：现场调查板底斜裂缝的位置大多数垂直于钝角连线的方向，由于斜桥在荷载作用下受力和三跨连续梁的受力比较类似，两钝角间连线相当于三跨连续梁的中跨，由此可以断定板底斜裂缝出现的原因是在荷载作用下板底砼的强度不足等引起的，对此应沿钝角连线方向对该桥进行加固。

2.1.2 加固改造方案

根据桥梁的实际结构病害，提出如下加固改造措施：

1. 桥墩：盖梁钢筋锈蚀处于活化锈蚀状态，应对其表面清除氯离子并进行封闭处理，对其维修，并定时检测钢筋锈蚀和裂缝发展情况。对破损混凝土，采用小石子环氧树脂混凝土修补，对桥墩增大截面加固。

2. 主梁：采用粘贴碳纤维布来加固上部结构（沿纵向和钝角连线方向粘贴），提高结构的承载能力，增加上部结构的整体受力性能。裂缝应采用环氧砂浆进行封闭处理。

3．桥面铺装：拆除原有桥面铺装，重新现浇16cm厚的防水混凝土和6cm厚的特种沥青混凝土桥面铺装（加固改造时，须先粘贴碳纤维布后，再加铺桥面铺装）。

2.1.3 加固材料型号

1.混凝土：混凝土破损修补采用小石子环氧树脂混凝土。

2.碳纤维布：采用300g/㎡的碳纤维布，即C-30型。

碳纤维布计算参数：单位面积质量：；密度；计算厚度；抗拉强度设计值：；弹性模量设计值：；伸长率。

3.胶：裂缝处理采用K801建筑结构胶；缺陷修补采用树脂胶泥；粘贴碳纤维布胶采用符合规范要求的底胶、找平胶和粘贴胶，所用的所有胶的安全性能指标必须满足《公路桥梁加固设计规范》(JTG/T J22-2008)。

4.水泥：采用符合国家标准的普通硅酸盐水泥。

5.砂浆：采用M15号水泥砂浆；环氧砂浆。

2.2 计算分析

2.2.1 碳纤维布加固旧桥的受力特点：

将碳纤维布粘贴于构件受拉部位或者薄弱部位的面层，使其与结构形成整体，共同承受荷载。原结构的恒载内力由原构件承担，新增碳纤维布只承受粘贴加固后的荷载产生的应力，对于本桥来讲主要是增铺的特种沥青混凝土自重及车辆荷载。通常，由于加固前一期恒载等作用，原构件混凝土及钢筋的应力、应变已经有了相当的储备，在加固后的二期恒载及活载作用下，原构件混凝土及钢筋的应变积累值往往大于新增混凝土及碳纤维布的应变，使得原构件的钢筋达到屈服时，新增碳纤维布的强度还达不到抗拉强度。一般情况下要让原受拉钢筋达到屈服后，碳纤维布的高强度才能发挥出来，因此，受压区混凝土及原配受拉钢筋是否破坏起着控制作用。

2.2.2 有限元模拟

为了详细的分析该桥加固前后的承载能力的变化，采用有限元分析软件Midas/Civil对该桥建立全桥平面梁格模型，对加固前后的桥梁分别进行模拟计算，单元离散如图5。

图5 桥梁全景图

主梁结构为简支状态，虚拟横梁采用实际顶底板厚度的工字型横梁来模拟其横向刚度，横梁的容重设为0。梁与梁之间的铰缝设置为铰接，在Midas里面通过释放梁端约束这种方法来具体实现。全桥共有115个节点，梁单元有194个，车道荷载采用横向联系梁的方式进行加载。

通过建立的有限元模型，可以对该弯桥在荷载作用下控制截面的承载能力状况进行分析，可以了解该桥的安全储备，加固前后的效果。

加固前后跨中截面承载能力值如下表1所示：

表1 加固前后承载能力变化表

正截面抗弯承载力 (kN·m) 正截面抗弯承载力 (kN·m)

加固前 加固后

2148.5 2532.2

从上表中可以看出，加固后的抗弯承载力比加固前有较大的提高，约为18%，加固效果较为明显。采用沿钝角连线方向粘贴碳纤维布加固方法对该桥进行加固，不仅使得桥梁承载能力值得到了有效的增加，同时提高了桥梁的整体性能（横向稳定性），增加了桥梁通行荷载。该桥加固施工完成后，通行状况良好，桥梁性能得到了充分的发挥，为当地交通经济的发展发挥了应有的良好作用。

3结论

斜桥的受力类似于三跨连续梁的受力，在实际的加固过程中应根据实际的病害和桥梁的结构受力特点对桥梁进行加固。本文通过对实际斜桥沿钝角连线方向粘贴碳纤维布的加固方法进行分析，表明这种加固方法对结构正截面的承载能力值有较大的提高，加固效果明显，可以为此后该种桥型的旧桥加固提供一种可以参考借鉴的方法。

参考文献：

[1] 祁巍. 碳纤维布加固空心板受力性能分析与试验研究[D]. 长沙理工大学，2009.

[2] 陈淮， 邹旭岩， 朱俊涛， 钱辉. 碳纤维布加固预应力混凝土空心板桥极限承载力全过程分析[J]. 世界桥梁，2011，1：75-78.

[3] 韩永华. 斜弯桥静载试验及有限元计算分析[J]. 江西科学，2010，28(4)：498-515.

[4] 刘小燕，王良波，刘 昀，欧阳剑. 用CFRP加固斜交空心板桥的现场试验研究[J]. 世界桥梁，2004，2：59-61.

纤维布篇7

【关键词】碳纤维布；混凝土结构；加固技术

【中图分类号】TU749 【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0139-01

一、碳纤维布的定义

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等。碳纤维比重性能小，因此有很高的比强度。

二、碳纤维布应用的范围及优点

碳纤维布在建筑市场上广泛应用于使用荷载的增加、抗震需求、抑制裂缝、材料老化等，在加固混凝土结构方面适用于各种结构类型、部位的修补，如梁、板、柱子、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。

碳纤维布加固主要的优点：

1、耐酸、碱、盐及大气环境耐腐蚀性能非常好，能保护混凝土结构等其他材料的表面及内部质量。

2、碳纤维布物理力学性能非常优秀，弹性模量数据与钢接近，抗拉强度大大高于普通钢筋，众多试验表明碳纤维布加固钢筋混凝土是最理想的方案之一。

3、施工质量能够得到保证：碳纤维布材料性能是柔软，形状可任意塑造，能采用技术处理办法保证被加固对象表面无气泡、无空隙存在。

4、施工非常方便，现场无须任何借助任何大型施工设施和机械用具。

5、碳纤维布形状可任意剪裁，适合于混凝土各种类型结构和形状，且不影响结构外观质量，最重要的是施工工艺简单，工期短。

6、重量轻、厚度薄：粘贴后每平方米重量一般小于1.0kg，粘贴一层碳纤维布厚度仅为1.0mm左右，加固修补后的自重和外形尺寸可忽略不计。

由此可见，碳纤维布加固在工程建筑上产生的经济效益非常之大。

三、碳纤维布加固在具体工程实例的应用

1、工程概况

某工程住宅楼，地下一层，地上十八层，框架结构，填充墙体材料为页岩多孔砖，桩基采用钻孔灌注桩，基础为板基础，主体结构砼为商品砼，地下室层高5米，地上部分层高2.9米。基础混凝土标号C40，地下室C35，地上部分C30，抗震按设防烈度6度设计。由于业主需要原已建的住宅楼需增加一层，一~二层住宅层改为商用用途。经房屋结构检测，设计院对原承载结构计算进行复核，需要要对原住宅楼进行全面补强、加固处理。结构加固有以下内容：

（1）根据施工图需要增加一层，增加层柱子采用变小截面取定，梁、屋面板采用轻型钢结构、压型板等材质处理

（2）一~二层框架柱采用整体碳纤维布加固、梁端增加结构构造措施，提高结构抗震能力和延性。

2、设计依据及要点

加固内容的设计依据有《混凝土结构加固设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震加固技术规程》、《混凝土结构后锚固技术规程》以及原设计结构施工图纸、房屋结构检测报告要求等。

设计要点：采用加大截面法加固的框架柱，对需要加固的结构梁、柱采用如下措施：梁侧边用碳纤维布用150mm款U形箍、中间间隔的净距150mm，上口用150mm宽碳纤维布压边收头处理。梁底采用一层200mm宽碳纤维布粘贴，局部增加为3层；主次梁交叉部位局部作碳纤维布U形箍加强。柱子加固：柱高全范围内粘贴三层碳纤维布，采用封闭式连续粘贴，纤维方向与柱轴线方向垂直。纤维布与混凝土之间、纤维布与纤维布之间都涂有环氧树脂胶，纤维布缠需要搭接10mm。

（3）材料要求：碳纤维布的规格为0.1mm×45mm,极限抗拉强度不小于3600Mpa。

四、施工工艺及质量控制要点

施工操作顺序

1、混凝土构件基底处理

（1）用吹风、哄干机将混凝土表面保持干燥，并无油污、附着物。

（2）混凝土表面蜂窝、麻面等缺陷部位应予剔除，对疏松部位进行凿出干净后，用提高一级的砼振捣修补。

（3）混凝土若产生的结构贯穿裂缝，需用环氧树脂及其他技术进行封闭处理。

2、混凝土构件表面涂底胶

（1）根据设计要求比例将主剂与固化剂放置器量具中，经现场搅拌，在有效时间内使用。

（2）使用毛刷在被加固混凝土构件表面均匀涂满刷底胶，来回两遍，总厚度保持在0.5mm以下，等待胶固化干燥。

3、用整平胶料找平

（1）混凝土面层炸模现象先用凿子凿平，有油污、凹凸不平处用砂轮机磨平，然后用整平胶批平。

（2）等待整平胶干燥约3小时后再观察表面是否有尘灰和颗粒，需清除后才能进入下道工序。

4、在混凝土构件表面粘贴碳纤维布

（1）按设计图纸要求尺寸，在碳纤维布进行排版放样，按照放样的位置进行裁剪，裁剪的边必须光滑，避免有卷口，引起边缘局部不平整。

（2）按设计要求配置粘贴胶料，用毛刷在被加固混凝土表面处来回均匀涂刷粘贴胶料，避免有流淌及气泡产生，特别在构件的搭接、拐角尤其需要注意。

（3）在粘贴好的碳纤维布表面用滚筒来回反复滚压，使碳纤维布充分浸润胶料，确保碳纤维布内无气泡产生，待完全干燥后，方可进行下一层碳纤维布的粘贴。

5、施工规范质量、安全措施要求

施工质量规范要求：基层混凝土构件的混凝土强度标号不得低于C15；碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm；碳纤维布的端部在必要时应采取相应的附加措施，如采取钢板固定等；粘贴碳纤维布应尽量避开障碍物，如遇无法清除的障碍物而需截断时，在截断部位要予以适当强化处理。

施工安全措施：碳纤维布裁剪及使用时应尽量远离电源，尤其是高压电线及输电线路，避免产生火花引起火灾；碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射，做好遮阳防尘措施；现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，施工人员严禁在现场吸烟；配置及使用胶的场所必须保持良好的通风，防止施工作业中毒。

6、施工温度要求

在使用碳纤维布加固混凝土时，必须注意是施工的现场温度。现场温度一般控制在50摄氏度左右，若温度长期处于较低温状态，要采取其它技术处理措施或暂停施工，以保证施工现场质量。

五、结束语

碳纤维布材料是非常有前途的新型材料，是目前性能最好，用途最多的增强纤维。随着碳纤维布在混凝土应用不断的发展，目前完全可以与粘钢技术的性能相媲美，而且很快可以替代粘钢技术，能够最大发挥它的经济与技术的效益。

参考文献：

[1]贺云;建筑物受震破坏的原因分析及现有房屋的抗震加固措施[J];河北职业技术学院学报;2004年03期

[2]刘航,李晨光;混凝土结构碳纤维加固技术及其适用性[J];建筑技术;2002年06期

[3]聂雷震;城市立交桥碳纤维加固试验[J];科技情报开发与经济;2005年20期

[4]罗伟;桥梁加固技术综述[J];黑龙江交通科技;2005年10期

[5]王李果,陆洲导,绳钦柱;采用碳纤维加固火灾后预应力混凝土框架的试验研究[J];火灾科学;2003年04期

[6]王磊,朱暾,张彬;反向加载条件下碳纤维加固混凝土梁的分析[J];哈尔滨工业大学学报;2005年10期

纤维布篇8

一、概述

随着国民经济建设和公路交通事业的飞速发展，城市道路和国省干线公路上的车辆荷载及密度越来越大，致使路面的损坏也日趋严重起来。对于老路改造项目，许多交通量大的道路，基本上处于坏了修、修了又坏再修的恶性循环中。特别是对损坏的水泥混凝土路面而言，它不仅翻修投资大，且施工周期较长，严重影响交通畅通及行车安全。如用普通水泥混凝土修复路面虽有强度高、板块性好、有一定的抗磨性及承受气象作用的耐久性好等特点，但它的最大缺陷是脆性大、易开裂、抗温性差，路面板块容易受弯折而产生断裂，所以就要求路面面板应有足够的抗弯、抗拉强度和厚度。用层布式钢纤维混凝土修筑路面，就是在普通混凝土路面面层的底部和顶部的一定厚度内（约20 mm），撒布一定量的钢纤维铺筑而成，并通过分散的钢纤维，减小荷载在基体混凝土引起的细裂缝端部的应力集中，从而控制混凝土裂缝的扩展，提高整个复合材料的抗裂性。同时由于混凝土与钢纤维接触界面之间有很大的界面粘结力，因而可将外力传到抗拉强度大、延伸率高的纤维上面，使混凝土作为一个均匀的整体抵抗外力的作用，显著提高了混凝土原有的抗拉、抗弯强度和断裂延伸率。为此，我省湘潭、常德等公路局在G107、G320、S312、S306等国省干线公路上应用该技术，修建里程50余公里。经多年的大交通、重交通考验，目前路面整体使用状况良好，与同辖区内一般水泥混凝土路面相比，层布式钢纤维混凝土路面具有非常显著的抗裂、抗疲劳性能，使用早期基本没有掉边、掉角、断板等常见病害。

二、层布式钢纤维混凝土路面设计

1、层布式钢纤维混凝土路面面层的强度，以龄期28d的弯拉强度为标准。

2、各级交通量下的层布式钢纤维混凝土路面的面层初估厚度，可按现行有关规范规定的水泥混凝土路面面层初估厚度的70%～80%选用。

3、层布式钢纤维混凝土路面面层的横向缩缝间距（即板长）应根据当地气候、面层厚度，按经验和已有资料确定，一般在10m左右。

4、层布式钢纤维混凝土路面面层厚度的确定，以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计标准。

5、层布式钢纤维混凝土路面中的水泥混凝土混合料配制和原材料要求，按现行水泥混凝土路面的有关规定执行。

三、加铺层布式钢纤维混凝土路面的应用

（一）对基层的处理

对基层的承载能力进行评定，若承载能力不足，达不到设计标准，应进行补强处理。

（二）层布式钢纤维混凝土路面的施工工艺

层布式钢纤维混凝土路面的施工工艺，是在水泥混凝土路面浇筑前和浇筑中，在水泥混凝土路面底部和顶部分别均匀施布一层钢纤维而形成一种新型复合路面的结构工艺，并不需要改变素混凝土的配合比，施工过程只需在普通素混凝土施工过程中适时添加层布式钢纤维，施工方便。但是，钢纤维混凝土路面质量的优劣，在很大程度上取决于施工质量。因此，除了满足普通混凝土的施工要求外，还应特别重视钢纤维给施工带来的技术问题。根据室内研究结果和工程实践，层布式钢纤维混凝土施工要点如下：

1、立模时严格控制好模板顶部标高，使路面标高满足纵断面设计要求。严格控制好路线中桩坐标，使路面线形满足平曲线设计要求。

2、路面施工前应按现行公路相关规范进行水泥混凝土配合比设计、各项原材料的试验。只有当试验结果满足设计要求时才能进行施工。施工过程应严格遵循有关施工技术规范。

3、路面施工期间，必须按施工规范要求频率制作抗弯拉强度的试件，以便对混凝土的强度进行监测。

4、层布式钢纤维施工

（1）底层钢纤维的布施

下承层经养生成型达到设计要求后，在立模之前，对下承层进行清洗，凉干后，先稀薄地铺筑第一层20--30mm厚与路面同强度等级的混凝土，以便混凝土振捣时使砂浆将钢纤维握裹，再用机械振动筛或人工筛将钢纤维按1.5kg/m2撒布。一次撒布钢纤维时的面积不宜过大，且力求足量、均匀分布，忌漏布或成团，以免因施工车辆过度辗压、人员走动等因素造成钢纤维漏洞或堆积，至使成型后的钢纤维混凝土路板断板或分层。

（2）第二次混凝土浇筑

完成底层钢纤维布施后，浇筑混凝土采并用挖机整平。摊铺混凝土时，应注意松铺厚度比要求的厚度低20--30mm左右，作为第三层混凝土的厚度。

（3）上层钢纤维的布施

混凝土混合物摊铺找平后，用振动棒振捣密实，振动平板粗平（以保证上层钢纤维平面分布）后，立即布施上层钢纤维。上层钢纤维布施的方法、用量要求与底层钢纤维布施相同。

（4）第三次混凝土浇筑

上层钢纤维布施后，加铺顶层混凝土，找平后，用平板振捣器振捣密实、三辊轴整平仪整平、磨浆机收浆等，后续工艺和现行水泥混凝土路面施工相同。

（5）切缝

缩缝缝距为10m，成缝工艺采用两次切缝法形成，第一次切3mm宽，80—90mm深，第二次切30mm深，并使接缝宽度达到12—20mm。清洗接缝以后并且灌注填缝料。

（6）养护工艺

执行现行公路水泥混凝土路面养护工艺。

（7）质量要求

水泥混凝土质量按设计要求，水灰比比设计配合比略高约0.02－0.03，以保证素混凝土和易性和流动性，保证钢纤维能被混凝土充分包囊。

（8）工艺流程

下承层准备符合设计要求装模铺筑第一层混凝土布底层钢纤维摊铺第二层混凝土松铺整平排振振捣平板振动粗平布上层钢纤维铺筑表层混凝土平板整捣三辊轴整平仪整平磨浆收浆养护切缝养护刻纹开放交通。

5、路面养生期间对于原路面的交通应进行严格管理，确保养生期间路面板的质量。

6、环境温度超过35℃或低于5℃时应停止混凝土浇筑工作。

四、效益分析

（一）经济效益分析

1、面层厚度减薄30%左右，节约原材料，减少工程量。

2、路面厚度减薄，搅拌运送混凝土数量减少，其施工速度加快，施工设备利用效率、施工效率提高。

3、缩缝间距延长2倍，减少了锯缝、灌缝工作量，节约了锯缝机具损耗和灌缝材料；同时，减少了缩缝养护的工作量。

（二）社会效益分析

根据钢纤维对混凝土的增强改性机理，在素混凝土面板上下层布钢纤维后，大幅增强了混凝土的抗弯拉强度，改善了抗冲击、耐疲劳性能，提高了混凝土路面的承载能力和使用性能，降低养护成本，减少对路面通行能力的影响，其社会经济效益是十分显著的。

五、结语

层布式钢纤维混凝土这一新型高强复合材料用于路面工程，既可提高路面的抗裂、抗弯拉、耐冲击和耐疲劳性，又可改善路面的使用性能，延长使用寿命从而减少老路开挖，节省工程造价，为道路补强与改造提供了良好的途径，具有广阔的推广应用前景。

参考文献：

纤维布篇9

关键词：建筑工程碳纤维布加固

一、碳纤维材料的特点

用碳纤维复合的工程材料优于金属材料,其抗拉强度高于钢材3～4倍;刚度高于2～3倍;耐疲劳性高于2倍;重量比钢材轻3～4倍;热膨胀系数小4～5倍。它的出现使碳纤维复合材料具有更广阔的发展和应用前景。

目前碳纤维的生产原料有三大体系:聚丙稀腈纤维、沥青纤维和黏胶纤维。沥青基碳纤维是一种高科技含量,高附加值的新型多用途材料,根据碳纤维的机械强度,一般分为通用级碳纤维和高性能碳纤维。通用级碳纤维的抗拉强度约为70～140kg/mm2,弹性模量3～10t/mm2。高性能碳纤维的抗拉强度约为200～350kg/mm2,弹性模量10～40t/mm2。

碳纤维加固混凝土结构所用材料主要有两种,即为碳纤维材料与粘贴用树脂。碳纤维材料主要为通用级基碳纤维,特殊情况下采用高性能碳纤维。原则是该纤维具有优异的力学性能、良好的黏合性、耐热性及抗腐性,并能满足工程强度需要。

粘贴用树脂为环氧类材料,主要作用是提高粘贴质量,使其与混凝土结构共同承受外部荷载。在施工中应先在底层涂一层基底树脂,浸透进混凝土表面,使粘贴后的碳纤维材料与混凝土结构形成一个整体。

二、采用碳纤维布加固的优点

（1)施工周期短,碳纤维复合材料加固混凝土结构不需要大型机具、设备,在保证施工质量和无意外干扰的前提下,同样条件下所需时间不足目前国内大量应用的粘钢板方法所需时间的1/2。根据有关统计资料,同为粘贴加固工法,粘贴碳纤维片材是粘贴钢板施工工效的4倍～8倍。

（2)具有极佳的耐腐蚀性能,适用于地下结构、给排水结构、海工结构、化工车间等易锈蚀工程的加固,无论是结构类型、结构形状有何差别,它都能顺利地解决加固问题,而其他加固手段却是很难实现的。

（3)施工质量易保证,即使被加固结构的表面不是非常平整,粘结碳纤维加固也可以保证近100%的粘贴率,且现场检测方便,即使有小的空鼓,也可以用针管注胶法补救。由于碳纤维自身优异的物理力学性能,在加固混凝土结构中利用其高强度、高弹性模量的特点提高了混凝土的承载力等。

（4)施工干扰小,在较小的空间中即可实施碳纤维片材加固结构的施工,除了混凝土表面处理时的灰尘需要控制以外,对一般结构物的正常使用几乎无任何干扰。在对桥梁、道路进行碳纤维片材加固施工时,可以不中断交通。

（5)不增加结构自重,因碳纤维片材轻薄,粘贴后几乎不增加结构重量。

三、构造做法

为了加强梁(柱)碳纤维布锚固及增加抗剪能力,一般在梁(柱)端每侧粘贴160mm宽U(口)型箍1道,在主次梁相交处每侧粘贴160mm宽U型箍1道。

U型箍的粘贴高度宜取构件截面高度,对于U型粘贴形式,宜在上端粘贴纵向碳纤维片材压条,口型箍全截面封闭粘贴。

考虑到碳纤维布多层粘贴时受施工现场影响的因素较大,建议受弯构件粘贴碳纤维布的层数不应超过3层。

四、施工工艺

（1)基底处理。a.混凝土表面出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除,对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。b.混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥20mm)。c.风机将混凝土表面清理干净,并保持干燥。

（2)涂底胶。a.按主剂:固化剂=3:1配置底胶。将主剂与固化剂先后置于容器中,用台秤计量,电动搅拌器均匀搅拌。根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间,一般情况下20min～50min内用完。b.将底胶均匀涂刷于混凝土表面,待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为6h～24h。

（3)找平。a.混凝土表面凹陷部位应用修补剂填平,模板接头等出现高度差的部位应用修补剂填补,尽量减小高度差。b.转角处应用修补剂修补成光滑圆弧,半径不小于20mm。待修补剂表面干燥后方可进行下一步工序。

（4)粘贴。a.按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布。b.调配、搅拌粘贴材料粘结剂(使用方法与底胶相同),然后均匀涂抹于待粘贴的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。涂刷厚度要比底胶稍厚。严禁出现漏刷现象,特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。c.粘贴碳纤维布,在确定所粘贴部位无误后,用特制工具反复沿纤维方向滚压,去除气泡,并使粘结胶充分浸透碳纤维布;并用刮板刮涂碳纤维布表面粘结胶,使之均匀。多层粘贴应重复上述步骤,待碳纤维布表面指触干燥后方可进行下一层的粘贴。d.在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹粘结胶。用工具反复沿纤维方向滚压,并用刮板刮涂碳纤维布表面粘结胶,使之均匀。e.碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于200mm。

（5)保护。加固后的碳纤维布表面采用抹灰或喷防火涂料进行保护。

（6)质量要求。a.每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查,并做好相关的验收记录,如出现质量问题,立即返工。b.施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主,用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面,以回音判断粘结效果。如出现空鼓等粘贴不密实的现象,应采用针管注粘结胶的方法进行补救。粘结面积若少于90%,则判定粘结无效,需重新施工。c.严格控制施工现场的温度和湿度。施工温度在5℃～35℃范围内,相对湿度不大于70%。

纤维布篇10

关键词：碳纤维布；受弯构件；应力；挠度

0 引言

碳纤维增强材料具有质轻、抗拉强度高、耐腐蚀、抗疲劳性能好、施工简便等许多优点。碳纤维布（CFRP）加固修复钢筋混凝土结构技术是一项新型高效的结构加固修复技术，较传统的结构加固具有明显的高效、施工便捷、适应性广等优越性。因此，国内外已在房屋、桥梁、隧道等土木工程领域中广泛应用。

国内外对碳纤维加固旧桥已做了大量研究，大多集中在桥梁的和抗疲劳性能[1-4]和承载能力上。杨永灿等[5]采用有限元分析软件ANSYS对16m预应力空心板进行仿真建模，研究了预应力空心板梁从预制张力预应力到使用阶段板梁的应力状况。彭晖等[6]基于平截面假定和变形协调条件对预应力碳纤维加固受弯结构进行了受力性能分析，考察了碳纤维面积与初始应变对结构承载力、延性等性能的影响，得到了受弯结构性能的关系曲线。江胜华等[7]通过预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁在不同预应力水平和不同配布率下的抗弯性能试验，研究了混凝土梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、曲率延性等受力性能。本文采用理论计算和数值模拟相结合的方法将加固前后受弯构件的承载能力和挠度定量化分析，为了解碳纤维复合材料加固旧桥前后性能的变化以及进一步优化桥梁加固设计提供技术参考。

1 工程背景

一钢筋混凝土矩形截面梁，长为8000mm，矩形截面的尺寸如图1所示：

b=300mm，hs=650mm，h=700mm，h0= hs=h-As=700-50=650mm。采用C25混凝土浇筑，受拉钢筋为5 18，截面积As=1272mm2，计算截面的跨中弯矩MG=69.8KN•m，活载跨中弯Mq=96.6 KN•m。

图1 矩形截面尺寸及矩形正截面受弯承载力计算

主钢筋为HRB335（Ⅱ级钢筋），未发现锈蚀。受拉区的计算截面两侧各1m内有较多裂缝，静态裂缝宽度有的超过0.25mm，现拟采用中断交通的情况下粘贴碳纤维布加固，并使加固后梁的活载抗弯能力提高25%，即 =96.6*1.25=120.8 KN•m。计算中不考虑受压钢筋的作用。

2 理论计算

2.1 第一阶段应力计算，即加固前恒载作用下原截面混凝土及钢筋的应力

先计算开裂换算截面的几何性质，C25混凝土n=10，

受压区高度：

惯性矩：

=300×196.23/3+10×1272×(650-196.2)2

=3374.75×106mm4

该阶段跨中弯矩：M1=MG=69.8 KN•m

截面受压边缘混凝土应力：

受拉钢筋重心处应力：

截面受拉边缘混凝土应力：

2.2 第二阶段应力计算，即加固后活载作用下对截面混凝土、钢筋及纤维布产生的应力

采用粘贴宽度与梁同宽，即 的一层厚 的碳纤维布，截面面积

加固后受拉钢筋总截面积：

的截面重心至混凝土截面受拉边缘距离：

加固后截面有效高度：

换算后截面受压区高度 ：

=2×10×1329.6×652.2/300=57811

换算截面惯性矩：

加固后截面承受弯矩：

截面受压边缘混凝土应力：

原受拉钢筋重心处应力：

碳纤维等效钢材重心处应力：

碳纤维布拉应力：

=2.3×105×171.5/(2×105)=197.25MPa

2.3 验算截面混凝土及钢筋的最终应力

截面受压边缘混凝土应力：

=11.5MPa

截面受拉边旧钢筋重心处应力：

=185MPa

碳纤维布拉应力：

上述验算结果表明，混凝土及碳纤维布的应力强度符合要求，但原受拉钢筋的应力有所超过容许拉应力，基本满足工程要求，只是钢筋的安全储备有所降低，有工程经验和依据时，钢筋应力可适当放宽。

3 数值模拟对比分析

为了反映该梁的真实情况，我们将跨中弯矩转化成均布载荷，本文采用ABAQUS分七级加载模拟的方式，分级载荷为， ， ， ， ， 。由材料力学计算可知，当 时，活载的跨中弯矩M=120 KN•m，和理论计算值一致。

图2 加固前应力分布

图3 加固后应力分布

图2、3均是梁的剖面图，图2、3分别是加固前、后均布载荷作用下梁的应力分布情况，图3中，加固后混凝土的应力减小了。从图3中看出，跨中钢筋的应力是最大的并且加固后钢筋的应力明显减小，这是由于一部分应力转移到加固碳纤维布上的缘故。计算可知，加固后钢筋的应力减小了10.09%。

图4 加固前挠度

图5 加固后挠度

图4、5分别是加固前、后极限载荷作用下梁的挠度变化情况。计算可得，加固后，施加最大载荷时挠度减小了8.48%。

图6 钢筋荷载-应力关系图

图7 梁的荷载-挠度关系图

图6是混凝土梁加固前后钢筋应力的变化规律，随着载荷增大，钢筋应力呈非线性增长。当载荷为30KN时，从图中可以看出，钢筋进入了屈服状态。碳纤维加固前后钢筋的应力变化不大，其最大承载应力减小了10.09%。图7是加固前后梁的挠度变化规律，梁的挠度随载荷的增大而增大，大小相同的载荷条件下，加固后较加固前梁的挠度有所减小，最大挠度减小了8.48%。

4 结论

通过理论计算和数值模拟分析，可以总结如下结论：

(1)粘贴纤维复合材料加固受弯构件时，由于纤维复合材料的截面积较小，其弹性模量与钢材弹性模量相差不大，对换算截面的几何性质影响较小，故对提高后构件承载的弯矩能力有限。

(2)从材料的应力强度讲，主要受原配受拉钢筋数量及混凝土强度所控制，纤维复合材料的高强度性能发挥不出来，盲目增加粘贴层数及厚度只是浪费，但纤维复合材料总截面面积的增强能提高极限状态正截面抗弯承载力，其纤维用量受截面受压区高度 所限制，以免多用材料反而有害。

(3)粘贴纤维复合材料对保护钢筋和减小梁的挠度有很好的效果，从数值模拟中可以看出，钢筋的最大承载应力减小了10.09%，挠度减少了8.48%。

研究结果有助于理解纤维复合材料加固旧桥前后性能变化，为进一步优化桥梁加固设计提供了参考依据。

参考文献

[1] 彭晖，尚守平，张建仁，万剑平. 预应力碳纤维板加固受弯构件的疲劳性能研究[J]. 土木工程学报. 2009，8（42）：42-49

[2] 王希超. 碳纤维布加固梁的疲劳性能试验研究[J]. 中外公路. 2007，1（27）：122-124

[3] Heffernan P J, Wight R G, Erki M A. Fatigue behavior of concrete slabs strengthened with prestressed CFRP sheets. The 2nd International Conference on Durability of Fiber Reinforced Polymer Composites for Construction (CDCC 02) [C]. Montreal: 2002

[4] Wight R G, Eriki M A. Prestressed CFRP sheets for strengthening concrete slabs in fatigue. Journal of Advances in Structural Engineering[J]. 2003, 6(3): 175-182

[5] 杨永灿，张学峰，马晔. 预应力空心板梁纵向开裂受力分析及加固维修[J]. 公路交通科技. 2009，8：38-39

[6] 彭晖，尚守平，刘兴彦. 预应力碳纤维加固受弯构件的受力性能分析[J]. 中外公路. 2009，4（29）：140-145