碳纤维布加固技术

一、 特点

1、 高强高效：抗拉强度2500～3550MPA，弹性模量2.35×105～5.0×105 MPA 。

2、 重量轻，厚度薄：比重1.8g/cm3，每层后0.1～0.2MM，基本不增加加固构件自重及截面尺寸。

3、 适用面广：广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复荷抗震加固及节点的结构加固。

4、 施工便捷：不需大型机具，没有湿作业，无需动火，无需现场固定设施，施工占用场地少，施工工效高。

5、 高耐久性：由于不会生绣，非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用。

二、 适用范围

1、 适用于各种结构类型，各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体，壳体等结构。

2、 适用于港口工程和水利水电等工程中混凝土结构、砌体结构、木结构的补强荷抗震加固，特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。

3、 基层混凝土的强度要求不低于C15。

4、 施工环境温度在5～35℃范围内，相对湿度不大于70％。

三、工艺原理

加固机理是将碳纤维布采用高性能的碳纤维配套树脂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。

四、工艺流程及操作要点

1、 工艺流程：卸荷→基底处理→涂底胶→找平→粘贴→保护

2、 操作要点：

① 卸荷

加固前对于承受二次荷载的构件不需卸荷，不承受二次荷载的构件必需卸荷，卸荷方式如下：

a.对老建筑采用拆除原有的吊顶、墙面装饰、地面面层、设备等方法，以达到卸静荷的目的。

b.对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷；对于承受均布荷载的梁，应采用多点均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下需设1 台千斤顶顶升，顶升吨位由设计计算确定。

c.卸活荷载

② 基底处理

a.混凝土表层出现剥落、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.裂缝部分如有必要应首先进行封闭或灌浆处理。

c.用混凝土角磨机、砂纸等工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≥10mm）。

d.用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。

③ 涂底胶（使用材料为MSP底层树脂）

a.按主剂：固化剂＝2：l 的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，使用电动搅拌器均匀搅拌，根据环境温度决定用量并严格控制使用时间，一般情况下1h 内用完。

b.用滚筒刷均匀涂抹于混凝土表面，等胶固化后（以指触干燥为准），再进行下一步施工。一般情况下固化时间为2～3d.

④ 用整平材料找平（使用材料型号为MSE找平树脂）

a.混凝土表面凹陷部位要用MSE填平，尽量减少高度差。

b.转角的处理也应用MSE将其修补为光滑的圆弧。

⑤ 粘贴碳纤维布（使用材料型号为MSR浸渍树脂）

a.按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度一般应在3m之内。

b.调配粘贴材料MSR浸渍树脂（使用方法同MSP底层树脂），然后均匀涂抹于所要粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂抹一些。

c.粘贴碳纤维布，在确定所贴部位无误后剥去离析纸，用特制的滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使MSR浸渍树脂充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待纤维布表面指触干燥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MSR浸渍树脂。碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，见图1。

e.碳纤维端部固定用粘贴横向碳纤维或粘钢固定。

⑥ 保护

加固后的碳纤维表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。

图1 碳纤维搭接示意图

 MSE    碳纤维布

五、材料

碳纤维材料（FAWQ）加固修补结构所用材料主要为碳纤维材料与粘贴用配套树脂树脂。材料及性能指标见表1～表5。

表1 结构加固修补用碳纤维材料（FAWQ）主要性能指标

设计抗拉强度 （MPa）	弹性模量（MPa）	延伸率 （%）	密 度（g/cm3）	耐腐蚀性	浸透性	均匀性
3000 左右	≥2.3×105	1.6	1.8	优	良好	良好

表2 碳纤维布的物理力学性能

碳纤维布 材料名称	纤维重量 （g/m2）	设计厚度 （mm）	抗拉强度 （MPa）	弹性模量 （MPa）
FAWQ200	200	0.111	3800	2.35×105
FAWQ300	300	0.167	4200	2.35×105

表3 贴FAWQ 配套树脂主要技术性能指标

抗拉强度 （Mpa）	抗剪强度 （MPa）	粘贴强度 （MPa）	适用温度 （℃）	可使用时间 （min）
30	10	<SPAN lang=EN-US