隨著建筑工程項目的數(shù)量快速增加，人們對于建筑工程的安全性也有了更高的要求。碳纖維加固技術(shù)作為一種較為新興的結(jié)構(gòu)加固方法，其應(yīng)用范圍廣泛、加固效果良好，它是利用環(huán)氧樹脂粘合劑在垂直裂縫方向或受拉方向粘貼增強貼片，從而使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與增強貼片一起承擔應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)補強、加固。
一、碳纖維加固概述
　　碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，包括建筑結(jié)構(gòu)的抗震加固與抗彎加固。經(jīng)系統(tǒng)性的試驗結(jié)果顯示，鋼筋混凝土柱外利用碳纖維材料包裹并使其柱軸線與纖維方向垂直時，該柱的承載力與延性將得到大幅度提高，從而達到抗震耗能能力增加的目的，而剪力墻的破壞狀態(tài)同樣表現(xiàn)為受剪脆性破壞與受彎延性破壞，因此碳纖維也能應(yīng)用于剪力墻加固。需要注意的是，當利用碳纖維加固剪力墻或混凝土柱時，被加固對象必須具備一定的強度，才能使預柔性的碳纖維能夠充分發(fā)揮其加固的作用。而碳纖維在抗彎加固上也能起到良好效果，其高抗拉強度的特點能夠應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎加固中，此時碳纖維的粘貼方向是與構(gòu)件主受力方向呈平行狀，需要注意的是在對結(jié)構(gòu)抗彎承載力加固計算時，必須將碳纖維的極限強度折減因素考慮在內(nèi)。
　　碳纖維之所以能具有廣泛的應(yīng)用范圍，與它具備的優(yōu)點是分不開的：

　　第一，碳纖維施工無需大型施工機械，占用施工現(xiàn)場面積小，無濕操作無污染，具備極高的經(jīng)濟性。
　　第二，施工工期短，能滿足各類建筑工程進度計劃的需要。
　　第三，加固的同時能夠使結(jié)構(gòu)的耐久性與耐腐蝕性大幅度提高。
　　第四，自重輕、柔性好、易裁剪，這樣就避免了對原有結(jié)構(gòu)的負荷加重。
　　第五，抗拉強度高。
二、建筑工程改造中碳纖維加固的實際應(yīng)用
（一）工程概況
　　位于天津市和平區(qū)，赤峰道與吉林路交匯處西南角的天津新世紀兒童醫(yī)院門診住院樓工程。工程原結(jié)構(gòu)建筑面積為9100m2，建筑物總高度為32.7m，地下一層，地上9層，原建筑物地下-1層、1層、9層頂板為現(xiàn)澆樓板，2~8層頂板除局部現(xiàn)澆外其余都為預制樓板， 改造后建筑面積為12170.97 m2。（地上11004.33 m2，地下1166.64 m2，建筑基底面積1231.87 m2）地下1層、地上10層，其建筑高度為38.55m。
　　工程涉及加固的范圍包括：2~8層地面預制樓板拆除，改為120mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板，每層約730 m2，共約5110m2；1~8層混凝土樓梯拆除，改為200mm厚現(xiàn)澆混凝土樓板，每層約40 m2，共約320m2；-1~9層混凝土柱、墻、主梁加大截面加固；1~9次梁粘碳纖維加固；-1層、1層墻體開洞粘鋼加固；-1層頂板、1層頂板、屋面樓板開洞粘碳纖維加固。
（二）碳纖維加固工藝流程
　　下面主要通過該工程碳纖維加固方面進行詳細分析。本加固工程的主要流程為混凝土表面處理→涂底層膠→涂找平膠→涂樹脂膠進行浸潤和粘接→粘碳纖維布→保護→表面防火處理。
　　首先在加固前應(yīng)對所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。對混凝土表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象部位應(yīng)予以鑿除，對于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進行修復。 裂縫部位應(yīng)首先進行封閉處理。
　　其次粘貼碳纖維前在混凝土表面劃線，確定粘貼碳纖維布位置。在該范圍除去粉刷層，清除結(jié)構(gòu)表面剝落、疏松、蜂窩等劣質(zhì)混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，混凝土表面凸出部分鑿掉，使其平整，轉(zhuǎn)角部位應(yīng)倒成圓弧角。用角磨機將需要加固的混凝土表面打磨平整，直至露出新面，用吹風機吹除粉粒，涂膠之前用丙酮清洗一遍。用吹風機將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。
　　然后在打磨平整的混凝土面涂一層底膠。要注意底膠按主劑與固化劑=2:1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間并在1h內(nèi)用完。 如果粘接表面不夠平整，則需找平膠找平。配制底膠，攪拌要充分均勻。底膠手觸干燥后對混凝土表面凹陷部分用找平膠修補平整。混凝土表面凹陷部位，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用膠填補，盡量減小高度差。 轉(zhuǎn)角處用膠修補成光滑的圓弧，半徑不小于10mm。
　　涂漬膠制作與涂刷則根據(jù)需粘貼的碳纖維量確定所需浸漬膠的數(shù)量，按比例將A、B兩組份膠均勻地攪拌。每次攪拌的膠應(yīng)當次使用，超過規(guī)定時間不可使用。將配制好的浸漬膠用毛刷均勻地涂抹在結(jié)構(gòu)表面，然后將碳纖維面均勻地敷設(shè)在浸漬膠層上，沿維方向用力滾壓或刮平(不可來回運動)，排除氣泡和多余的膠液，使浸漬膠充分滲透碳纖維布并與混凝土表面牢固粘接。滾壓、刮平時不得損傷碳纖維布。在碳纖維表面均勻涂抹浸漬膠，應(yīng)使浸漬膠充分滲透碳纖維布。 將碳纖維布平整展開，涂刷樹脂膠進行浸潤并起粘接作用，在工作平臺上輔塑料薄膜，將按計劃要求尺寸裁好的碳纖維布平鋪在薄膜上，涂刷浸潤膠，再在上面鋪一層塑料薄膜，用棍子碾壓，將碳布翻轉(zhuǎn)180o再涂刷浸潤膠，直至浸潤膠將碳布浸潤透，然后鋪平粘貼到加固部位。
　　最后按設(shè)計要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度一般應(yīng)在3m之內(nèi)。裁剪好的碳纖維布應(yīng)卷在小圓棍或圓筒上，并編號以備使用。在裁剪和卷布過程中應(yīng)保持碳纖維布表面無灰塵、雜物。在確定所粘貼部位無誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使膠充分浸透碳纖維布。多層粘貼應(yīng)重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹粘結(jié)膠。 碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維固定。
　　除此之外，還有對其的養(yǎng)護、固化、保護、自檢與修補。碳纖維補強施工后應(yīng)防止受潮，并注意保護施工面不受硬物損傷。一般情況下在常溫下養(yǎng)護、固化，當環(huán)境溫度保持在20℃以上時，24h固化后即具有一定的強度，3～5天可受力。加固后的碳纖維布表面應(yīng)采取抹灰或噴涂料進行保護。施工全部完成后，對碳纖維布粘度質(zhì)量進行全面檢查，用小錘輕輕敲擊碳纖維表面，從音響判斷粘接效果，該處粘接是否密實，有無脫空現(xiàn)象。當碳纖維布的空鼓面積＜100cm2時，可采用針管注膠的方法進行補救。當空鼓面積＞100cm2時，應(yīng)將空鼓處的碳纖維布切除，并重新粘接碳纖維布，搭接長度應(yīng)滿足規(guī)范要求。　　
結(jié)語：綜上所述，通過在實際工程中的應(yīng)用，碳纖維加固能夠很好地完成建筑加固的目的。

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文章來源： 永年加固公司
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