淮安柱子裂缝加固

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.

在结构加固工程中，可以采用的加固方法有很多，既有传统的加固方法，也有新型的加固方法，而粘钢加固和碳纤维加固就是代表性的2种加固方法。粘钢加固和粘贴碳纤维加固具有相似的加固原理，它们作为加固技术具有较多的优势，而且适用性都很强。那么碳布和粘钢板加固可以互换吗?
碳布与粘钢加固的相似之处，从适用范围上，碳布与粘钢同样可用于受弯构件、大偏心受压构件与受拉构件，例如在梁底粘贴碳布或者钢板，均可提高结构承载力，达到加固补强的目的;从原理上来看，碳布与粘钢都是利用结构胶将碳布或钢板粘贴至混凝土基材上，令加固材料与基材形成整体共同受力;从施工流程看，两种方法都受结构胶影响较大，加固前均需要卸载，未进行卸载或卸载不彻底都会产生二次受力，造成加固材料受力滞后。
碳纤维布与钢板在结构加固中起到的作用，可以等同为增加钢筋混凝土结构中的配筋率。因此在一定程度上，碳纤维布加固与粘钢加固可以相互替换。碳布与粘钢加固既有相似之处，又有不同之处，它们都有各自的优势。
对于粘贴碳纤维布来说，常用的碳纤维布自重仅有200g/㎡和300g㎡两种类型，其设计厚度也是较为轻薄，一层200g/㎡碳纤维布厚度仅为0.111mm，施工速度约为粘钢加固的2~3倍。碳纤维加固灵活多样，不会导致建筑物内其他构件的连锁加固，经济效益高。加固过程中不会改变结构外观，对原结构损伤较小，结构自重增加较小。施工现场湿作业工作量少，施工便捷坚固耐用。
粘钢板加固由于钢板的物理力学性能为各向同性，在进行受力的时候能够均匀受力，但是其施工时需要的夹具和施工器械，施工工序胶碳纤维布加固较为繁琐复杂。对于采用粘钢加固来说，所粘贴钢板的宽度不宜大于100mm，当采用手工涂胶粘贴钢板，钢板厚度不应大于5mm。采用压力注胶粘贴钢板，其厚度不应大于10mm，且需要按照外粘型钢加固法的焊接节点构造进行设计。对于普通小荷载结构或者构件，经计算其补强所需面积小，粘贴碳纤维布1~2层即可满足要求时，要先考虑采用粘钢板加固加固法来进行处理。
在加固工程中，可以采用的加固方法有很多，而且适用性都很强。对于加固方法的选择，要根据加固工程的实际情况来决定，任何加固方法都有自己的局限性。所以施工单位需要掌握每种加固工法的优势，将每种加固工法的优势充分发挥出来，这样可以更加高效地完成加固工程。

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。

碳纤维布加固时应该怎样粘贴
在碳纤维布加固的施工过程中有一项很重要的工艺就是粘贴碳纤维布，粘贴的好坏直接影响到施工的质量，那么如何粘贴才能保证碳纤维布加固的效果呢？
在粘贴碳纤维布之前，应确认粘贴表面干燥，如潮湿环境施工可选用南京曼卡特水下碳纤维布。粘贴时，纤维片纵向接头必须搭接10cm以上，该部位应多涂粘结树脂，纤维布横向不需要搭接。
1.按设计规定尺寸剪裁碳纤维布，严禁斜切碳布，并防止出现拉丝的现象。裁剪的数量应保证在当天用完，避免浪费，剪裁成型的碳纤维布应注意防止受损。
2.按粘结树脂的主剂和固化剂应按比例称量准确，装入容器，用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应以在可使用时间内用完为标准，并应防止灰尘等杂质混入。
3.粘贴碳纤维布前应对混凝土表面再次擦拭，确保粘贴面无粉尘。用滚筒刷将浸渍胶均匀涂刷于被粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。粘贴时，在碳纤维布和树脂之间不应留有空气。
4.粘贴碳纤维布时，放卷用力适度，将碳布拉紧对齐后粘贴，从中间向两侧进行粘贴，避免产生气泡。
5.用塑料刮板或滚筒在碳纤维布表面反复滚压，直至胶料渗出，滚压时应沿同一方向，不宜在一个部位反复滚压揉搓。碳纤维布外表面也需均匀涂抹浸渍胶，反复滚压，使浸润胶双向充分浸润碳纤维布。
6.多层粘贴时，应在碳纤维布表面指触干燥后，立即进行下一层的粘贴。如延误时间**过1h，应等12h后，再涂刷浸渍胶粘贴下一层。
看到这里，相信大家都了解了粘贴碳纤维布的工艺和粘贴中的注意事项，优质的原材料还需要良好的施工工艺，SKO建筑加固平台特旨在提供优质的产品，从源头保证工程质量。