菏泽桥梁裂缝加固

碳纤维材料的加固优势介绍
现在很多加固工程在选择施工材料时多会选择碳纤维材料，碳纤维材料和其他多种加固材料有着明显的不同，相比较而言，碳纤维材料更具有加固优势，存在经济性高、适用面广、操作步骤简单等多种优势，基本各类加固工程的施工环节都会**选择并使用该类加固材料，碳纤维加固材料具体有哪些加固优势表现呢?接下来的时间，小编就站在专业的角度，来为大家详细解答。
一、施工便利性强，易于掌握施工要点
碳纤维材料主要有两种，其一是碳纤维板，其二是碳纤维布，目前，在加固工程中，两种类型的碳纤维材料都比较常用，在施工环节，使用碳纤维材料易于掌握施工要点，施工操作简单，施工的便利性强，即使是毫无施工经验的新手施工也能保证加固效果。
二、施工可行性高，不受到周边环境的干扰
并不是所有的加固材料适用性均较强的，有些加固材料在某些特定的加固工程并不适用，一旦随意使用，将会直接影响到加固质量，也会对周边环境造成严重的影响。碳纤维材料却不存在这些问题，和其他的加固材料相比，碳纤维材料的优势表现还是十分明显的，施工可行性相对较高，施工结束后也不会对周边环境造成干扰影响，是优质的，且客户较为认可并会时间选择的加固材料。
三、市场价格较低，降低施工材料成本
和钢板等加固材料相比，碳纤维材料的市场销售价格相对较低，使用碳纤维材料加固建筑物，即使需要使用的总量较多，也能有效降低施工成本。
四、实用性较强，加固寿命相对较长
对于客户来说，当加固工作结束之后，他们不仅会关注加固质量，也会重点关注加固寿命，使用钢板以及混凝土等施工材料加固建筑物，加固寿命都是十分有限的，然而，碳纤维材料的使用寿命却高达50年以上，这也是碳纤维材料和众多加固材料相比较后，所存在的一大优势，对于住宅类使用年限较长的建筑物，在加固时，如果施工现场允许，碳纤维材料可以作为的加固材料。
五、操作步骤简单，没有施工难点
对于施工单位来说，虽然他们有着*的施工经验，不过，不同类别的加固材料所存在的施工难点不同，故而，施工单位在加固施工时所需要掌握的施工要点以及需要注意的施工细则方面都是不同的，碳纤维材料施工时操作步骤简单，施工难度较低，易于掌握加固施工的整体步骤，有效保证加固质量。
以上几点就是小编为大家整理的关于碳纤维材料的加固优势所在，其实，碳纤维材料近几年的应用频率较高，对于客户而言，碳纤维材料具有较多的选择优势，也是值得选购的优质加固材料。

当前在工程结构加固改造市场上，粘贴碳纤维复合材料加固是当下热门的加固方式，其原因当然与碳纤维材料的优点有关：重量轻、强度高、耐酸碱、不占原有建筑空间、施工简便、几乎无湿作业等。
结构安全无小事，在加固材料的选购上更是体现得**，加固材料是结构加固中对安全影响的因素，因此在选购中，我们一定要仔细筛选、谨慎决定，防止一时疏忽，留下安全隐患。
首先我们要知道碳纤维布有一级300g、一级200g、二级300g和二级200g四种规格，有些图纸设计说明会直接给出碳布规格。例如设计说明中明确提出碳布采用一级300g，那我们就可以直接跟材料厂家说明规格等级就可以了。
如果设计说明没有明确提出碳布的等级规格，我们可以根据材料几项关键性能参数进行判断材料规格等级。例如提到碳布抗拉强度≥3400MPa、弹性模量230GPa、伸长率1.6%，那我们就可以确定碳布等级为一级，抗拉强度≥3000MPa、弹性模量200GPa，伸长率1.5%，说明碳布等级为二级；可以根据碳布厚度确定碳布的克数，厚度为0.167mm，碳布为300g/㎡，厚度为0.111mm，碳布为200g/㎡。
当碳纤维布和浸渍胶进场时，检查碳纤维布外观是否有明显的不平整现象。在施工过程中感受胶体是否好用，胶体如果太稠则会导致施工人员施工体验性不好，并且胶体很难充分浸透碳布，达到的加固效果，若果胶体太稀，又会导致浸渍胶流淌，影响粘接效果。
如何选择好的碳布是一件令人较其的事情，市面上众多品牌的碳纤维布鱼龙混杂，令人头晕目眩的同时看起来似乎都没什么区别。然而不同的产品却存在较大的价格差异，部分工程由于采用了劣质产品导致加固失效常有发生，其造成的损失难以估计，因而值得加固改造业的设计、施工、监理和业主单位予以关注，需要多方共同做出努力。

怎样进行多层碳纤维布加固？
碳纤维布是一种优质的建筑加固材料，相对于常规加固方法，不仅强度高、质量轻、对原结构空间占用小，同时质软能像布料一样适用于复杂多变的建筑表面。碳纤维布加固技术经过多年的发展，如今已经名副其实的成为加固行业中，采用多的加固方法之一。
碳纤维布在混凝土结构中，主要对受弯构件起到加强承载力的作用，就好比钢筋混凝土结构中受拉区布置的钢筋一样。满足安全性鉴定的碳纤维布具有高达3400MPa的强度，然而在实际的设计施工中，考虑到二次受力等因素的影响，会出现仅采用一层碳纤维布无法达到强度要求的情况，这时就需要采取多层碳纤维布进行加固处理。
多层碳纤维布加固中应用广的是双层碳纤维布加固。相对于单层纤维布的粘贴，双层碳纤维布的施工工艺要复杂一些。双层碳纤维布粘贴时，应在层碳布浸渍胶达到指干状态前立即粘贴下一层，若延误时间**过1小时，则应等待12小时后重新在层碳布上涂抹胶体进行施工，同时在粘贴前需要注意将灰尘等对粘贴效果有影响的杂质进行清除。
双层碳纤维布不仅在施工上有严格的要求，在构造措施中同样也要格外的注意。首先，碳布端部的U型箍在双层碳纤维布中有很重要的作用，混凝土梁受弯产生变形，梁和纤维布要求变形协调，因而在混凝土梁底与胶、胶与碳纤维布间会产生拉应力，容易发生端部的剥离破坏，尤其是对于多层碳布来说。而端部采用U型箍，会对碳布起到约束作用，减少了剥离的可能性。
另外，为了保证双层碳布端部的锚固能力，对碳纤维布进行分层截断是更加合理的加固方法。在双层碳布的加固中，有两种分层截断的措施可选，分别是外短内长与内短外长，二者之间的效果好坏可从以下几方面判断：
传力路径
外短内长型中b端碳纤维受力需要通过*二层胶、层布以及层胶才能传递到混凝土结构中，传力路径较长，整体性稍差。
可靠程度
外短内长的形式b端碳纤维布与混凝土基材存在二次粘贴，锚固失效概率比较高，锚固效果可靠程度偏低。
剥离破坏
单独的对于b端锚固效果来说，内短外长的构造形式将b端头包裹在其中，对b端头起到了约束的作用，也就提高了b端头的抗剥离能力。
由此可见，两种构造中内短外长加U型箍的锚固、加固效果要明显优异于外短内长型。因此，在规范GB 50367-2013中，也明确的推荐内短外长型的构造措施。
还有一点，在双层碳纤维布中也起到了至关重要的作用。双层碳纤维布之间、碳纤维布与混凝土基材之间，都是靠胶体进行粘接传力，相对于单层碳纤维布，双层碳纤维布由于承受更高的拉应力，因此需要更高性能的胶体，来保证整体共同受力。卡本浸渍胶，通过安全性鉴定，无疑问是双层碳纤维布施工中的有力支持。

在工程应用研究方面，重点研究碳纤维片材（碳纤维布/碳纤维板之总称）。在90年代由国家课题支持开展碳纤维片材在混凝土结构（包括桥梁、隧道、水利设施和房建结构），取得了应用成果并得到广泛推广。2003年由中国工程建设标准化协会颁布了《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146：2003），作为指导性文件提供了设计施工和质量检验依据。而碳纤维片材用于桥梁加固技术是目前应用较为普遍的技术之一，其十几年来的应用为桥梁加固事业作出了历史性的贡献。
　　针对传统桥梁加固改造工程中所存在不足，诸如：因采用的加固材料（如钢板/纤维布）温缩模量与混凝土钢筋混凝土材料的温缩模量差异较大，不能形成同步的温缩变形状态，影响加固耐久性；采用钢材加固增加防锈处理等后期维护投人；以及采取增大截面法，结构面会留下不和谐修补“伤疤” 影响结构外观和技术状况评价等问题，碳纤维筋桥梁加固是一项新的应用外粘高性能碳纤维复合材料增强结构技术，主要形式包括“嵌人植筋加强法" 和“体外配筋扩大截面增强法"。碳纤维筋与高强聚合物砂浆的联合使用充分利用了纤维棒筋的抗拉伸强度、聚合物砂浆的快凝强度和砂浆与钢筋混凝土结构的温缩模量的近似特性，既可提升钢筋混凝土结构的承载能力，也可充分利用新材料环境特征，达到维修、加固、利用与修旧翻新的综合作用。
2.碳纤维复合筋的性能
　　碳纤维复合筋为棒型材料，主要成分为由碳纤维，通过特殊技术处理与树脂高温固化而成。碳纤维分子结构界于石墨和金刚石之间，含碳体积分数在0.9以上。碳纤维根据原丝类型可分为聚腈（PAN）基、沥青基和粘胶基3种，由原丝纤维加热**温后除杂获得。根据碳纤维原丝类型可分为聚腈（PAN）基、沥青基和粘胶基3 种。目前,PAN碳纤维按力学性能又分为高模量**高模量、高强度和**高强度4种；按用途可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维，其中小丝束以1K、3K、6K、12K和24K（1 K为1 000根长丝单位重量），大丝束为48K以上。
2.1碳纤维的优势
　　碳纤维具有较强的防水和防渗漏的特点，具有耐酸、耐碱的耐腐蚀性，阻燃性和良好的力学性能和良好的导电导热性，因此也在建筑工程和其他领域被广泛运用。据投资顾问行业研究中心相关统计数据显示,目前,世界碳纤维的需求量将以每年约13%的速度增长。由此可见，碳纤维的使用将越来越广泛。
2.2碳纤维复合筋的特性
　　碳纤维复合筋的主要技术指标及其与钢筋对比如下表：
表1 碳纤维复合筋的技术指标及其与钢筋的对比表
名称
碳纤维复合筋
钢筋
密度（g/cm3）
1.5
7.9
抗拉强度（MPa）
≥1800
≥500
弹性模量（GPa）
≥140
≥200
线膨胀系数10-6/℃
0.6
12
　　从表格中可以看出，碳纤维复合筋的密度远远小于钢筋，同样体积的材料，重量上碳纤维复合筋的优势很大；碳纤维复合筋抗拉强度也大于钢筋，其热膨胀系数较低，就说明在相同的温度下，膨胀的程度会低很多。
　　碳纤维复合筋的主要性能：（1）质量轻（相当于钢密度的1/5）；（2）强度高（抗拉强度是钢筋的4到5倍）；（3）密度小（1.5g/cm3）；（4）弹性模量高（弹性回复100％）；（5）热膨胀系数小，耐高温和低温性好；（6）耐酸性好，对酸呈惰性，耐浓酸侵蚀；（7）与砂浆附着力强。
3. 聚合物砂浆特点
　　聚合物砂浆是由水泥、速凝添加剂、粉末状聚合物、碎石与水等混合拌制而成，其粘结强度高，热膨胀系数与混凝土类似。
　　聚合物砂浆的主要特点：（1 )黏附性好，与原结构旧混凝土表面黏附良好，使纤维筋与原结构共同受力；（2）稳定性好，能有效抑制有害物质的渗透和扩散；（3）和易性好，利用快捷、速凝的功能特点，修缮结构腐蚀表面，达到修旧如新。聚合物砂浆可以维修各种老化受损的混凝土表面。
4. 国内桥梁加固现状
　　桥梁作为公路交通的关键设施，具有跨越深谷、承受运载、通航泄洪、保证安全、连接路网的重要功能。目前，我国各级公路上营运的桥梁总数达 60余万座。
　　按桥梁设计技术标准对大中小类型的桥梁平均使用寿命测算，桥梁平均设计使用寿命在50年左右。全国年均需要改造翻新的桥梁约有10 000 余座，合计约60余万延米。以二级路为例，每年国家需要投人的桥梁改造费用上百亿币，这是一笔巨大的投资。根据近10年危桥改造的统计数据表明，现有重交通组成作用下的桥梁使用寿命平均在33年之内，部分路段桥梁的使用寿命甚至更短。如何更有效的延长桥梁的使用寿命、如何更有效的提高危险桥梁的改造利用技术、如何将加固后的桥梁变得更持久，是当前桥梁管理中面临且急需解决的问题。
　　面对当前大规模的桥梁改造任务，各级桥梁管理部门都十分重视其处理效果，近年来积极研究和寻求有效的维修加固新技术，但这并不是一件容易的事情，目前在桥梁加固改造中常采用的技术还是十几年前的研究成果，主要方法如：“钢板加固法”、“扩大截面加固法”、“体外（内）预应力加固法”、“碳纤维布加固法”等，这些材料技术为轻交通状态下的桥梁加固做出过贡献。随着近几年重交通的发展和扩散，现有桥梁的加固材料和工艺技术在适应性方面面临巨大挑战。一方面是目前所使用的加固材料（如钢板/纤维布）其温缩模量与混凝土钢筋混凝土材料的温缩模量差异较大，造成加固后的补强材料与原结构的温缩变形差异化，形成不同步的温缩变形状态，影响加固耐久；另一方面当前加固中为提高结构受力的高强材料仍然采用钢材，因钢材有防锈处理的要求，这样就增大了后期的维护投人，在结构层面上需要增设3 cm以上厚度的防锈保护，造成自重增加，影响使用效果；此外，在增大截面法中，因材料强度因素，需要增厚自重增加，影响结构受力和加固效果。现有加固材料和工艺中即便是解决了受力要求，但施工后的结构面会留下不和谐修补“伤疤”，影响结构外观和技术状况评价。
　　由此可见，研究和选择一种高强、防腐蚀、经济、施工方便，且与钢筋混凝土材料温缩模量相一致的维修加固材料，达到理想的加固改造，且能提高桥梁的承载能力是十分迫切和必要的工作。
首先原构件混凝土表面去除表面浮浆、油污等杂质，并对混凝土构件加固部位进行凿毛处理。对加固表面缺损的坑洼部位采用高强聚合物砂浆预先修补，待混凝土表面干燥后涂抹界面剂。随后安装锚具及碳纤维复合筋，利用锚具固定碳纤维复合筋，碳纤维复合筋应紧贴加固面，压条及螺栓均应采用不锈材料；安装完后，喷涂高强聚合物砂浆，砂浆厚度不小于20MM，施工温度应在10℃-35℃，后对表面进行养护.