吉首碳纖維布廠家-全國實惠加固材料價格

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摘要：碳纖維具有強度高、自重輕、施工方便、快捷、應用廣泛等優良性能，因而利用

碳纖維布加固鋼筋混凝土構件以提高承載力及延長壽命是目前比較流行的方法，在建筑業中

有著廣泛的發展前景。本文以一個小型改造工程應用為例介紹了碳纖維復合材料在因功能改

變引起荷載變化的結構構件加固中的計算方法和施工工藝。

碳纖維布加固修補結構技術是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類粘結材料將碳

纖維布粘貼于混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。碳纖維材料(CFRP)用于混

凝土結構加固修補的研究始于80 年代美、日等發達國家，我國起步很晚，近年來發展十分

迅速，在吉首、航天、汽車、環境工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運動器材等眾多

領域得到了廣泛的應用。

   采用碳纖維布加固具有以下幾個優點：1、抗拉強度高，是普通鋼材的10 倍；2、加固

后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性；3、自重輕（約200g/m2），密度只有普通鋼材的

1/4；基本不增加結構自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣，適合任何形狀；4、

施工簡便（不需大型施工機構及周轉材料），沒有濕作業，易于操作，經濟性好；5、適用

范圍廣，施工工期短。

1、工程概況

四平市站前住宅樓，建造于90 年代初，底部框架剪力墻結構結構，底部2 層框架，上

部4 層住宅。原設計1，2 層為餐廳（活荷載為2.5KN/ m2）,廚房（活荷載為4.0KN/ m2）設

在一層。現計劃重新裝修開設肯德雞連鎖店，將廚房移到2 層，原1 層廚房位置設售餐臺。

由于功能改變導致荷載增大，原2 層局部梁將不能滿足設計要求，需要加固。經過方案論證

和經濟技術可行性比較，決定采用碳纖維復合材料進行加固。

4、施工工藝

一般工藝流程為卸荷—基底處理—涂底膠—找平—粘貼—保護。

考慮本工程特殊施工環境因素，加固中應進行卸荷。加固前先將板面粉刷層及板面雜物

清除。

本工程加固施工中，應先鑿開保護層直至結構層基面，方可進行下一步處理。

基本施工步驟：

⑴基底處理：

①混凝土表面出現剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對于較大面

積的劣質層在鑿除后應用環氧砂漿進行修復。

②混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土

要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀

（R≥20mm）。

③風機將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

⑵涂底膠

①按配合比主劑∶固化劑＝3:1 配置底膠。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。根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間，一般情況下

20—50mim 內用完。

②將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以指觸干燥

為準）再進行下一工序施工。一般固化時間為6—24h。

⑶找平

①混凝土表面凹陷部位應用修補劑填平，模板接頭等出現高度差的部位應用修補劑填

補，盡量減小高度差。

②轉角處也應用修補劑修補成光滑的圓弧，半徑不小于20mm。待修補劑表面指觸干燥后

方可進行下一步工序。

⑷粘貼

①按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布。

②調配、攪拌粘貼材料粘結劑（使用方法與底膠相同），然后均勻涂抹于待粘貼的部位，

在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。涂刷厚度要比底膠稍厚。嚴禁出現漏刷現象，特

別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。

③粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無誤后，用特制工具反復沿纖維方向滾壓，去除氣

泡，并使粘結膠充分浸透碳纖維布；并用刮板刮涂碳纖維布表面粘結膠，使之均勻。多層粘

貼應重復上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。

④在后一層碳纖維布的表面均勻涂抹粘結膠。用工具反復沿纖維方向滾壓，并用刮板

刮涂碳纖維布表面粘結膠，使之均勻。

⑤碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于200mm。

⑸保護

加固后的碳纖維布表面采用抹灰或噴防火涂料進行保護。

⑹質量要求

①每一道工序結束后均應按工藝要求進行檢查，并做好相關的驗收記錄，如出現質量問

題，應立即返工。

②施工結束后的現場驗收以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結質量為主，用小錘等工具

輕輕敲擊碳纖維布表面，以回音判斷粘結效果。如出現空鼓等粘貼不密實的現象，應采用針

管注粘結膠的方法進行補救。粘結面積若少于90%則判定粘結無效，需重新施工。

③嚴格控制施工現場的溫度和濕度。施工溫度在5－35℃范圍內，相對濕度不大于70%。

施工效果

     本工程從設計到竣工投入使用只有不到兩個月的時間，采用碳纖維加固的方式施工，從準備到竣工只用了10 天，沒有出現任何質量問題，施工效果良好，得到了設計單位、監理單位、業主的好評。

     因此，粘貼碳纖維復合材料新技術是加固鋼筋砼結構行之有效的方法，值得推廣應用。

碳纖維加固技術在工程中的應用

在我國，碳纖維加固結構的研究與起步較晚，其主要應用于結構的抗震設防加固補強、混凝土強度補強、配筋不足補強、結構延性補強等，主要集中于工業與民用建筑的梁、板、柱，及橋梁、隧道和涵洞等的加固，在北京、上海、天津、江蘇、福建、四川等地有部分應用，如北京民族文化宮由于大部分結構己無法滿足抗震安全和使用要求，采用粘貼碳纖維布對其進行抗震加固改造，效果良好；中國革命歷史博物館抗震加固補強，對部分主梁進行了粘貼碳纖維布加固；在寧合公路江蘇段高速化改造過程中，利用碳纖維板對部分橋梁進行加固改造，均取得了良好的經濟效益和環境效益。

一.碳纖維布加固主要施工工藝

1施工準備

　　　（l）材料檢驗和試驗

　　　材料的采購進場必須隨貨附帶有產品出廠合格證和出廠檢驗報告，以初步判斷該材料是否滿足本加固工程的質量要求。材料進場后應立即抽樣送檢，待檢驗合格后方可投入使用。

　　　（2）搭設施工平臺

　　　根據施工現場的實際情況，采用鋼管搭設腳手架，其上滿鋪腳手板。需注意操作平臺的穩固性和作業面高度。

　　　（3）測量放線

　　　根據加固設計圖紙的要求，在需粘貼碳纖維布的混凝土表面放線標出粘貼碳纖維布的位置。

　　　（4）施工機具準備

　　　碳纖維布加固施工需要使用的機具主要有砂輪機、攪拌器、稱量器、刮刀、滾筒、油刷、壁紙刀等。

2混凝土表面處理

　　　（l）用鋼絲刷清理混凝土表面，除去灰塵、水泥粉末和松散的混凝土碎屑，露出干凈的混凝土表面。

　　　（2）在粘貼碳布部位，用手提砂輪機將混凝土表面劣化層（風化層、污物、脫模劑層、浮漿、浮塊）除去，并打磨至粗骨料出現，*露出混凝土結構新面。

　　　（3）打磨完后用高壓風槍將粉塵及松動物質清除，并確保其充分干燥，混凝土表面用丙酮擦拭干凈，達到平整無灰塵。

　　　（4）若補強施工范圍內存在銳利棱角，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不小于20mm，以免造成應力集中而降低補強效果。

3涂底膠

　　　在處理好的混凝土表面上涂一層底膠，使底膠滲入混凝土表面的孔隙中，確保混凝土及碳纖維布之間充分結合。通常根據底膠的標準用量算出粘貼的總用量，并確保該用量在可使用時間內用完。按主劑：硬化劑（質量比）的比例準確稱量，將稱量好的主劑和硬化劑倒入桶中，攪拌均勻。根據標準用量控制厚度，在有效操作時間內，用滾動型毛刷將底層樹脂均勻涂布在粘貼面上，使每一個部位均涂有底膠，待指觸干燥后，即可進入下一步工序。

4.找平層

　　　待打底膠表面指觸于燥后立即進行找平處理，用配制好的找平膠將混凝土表面凹陷部位*平整，且不應有棱角；轉角處用找平材料修復為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。

5.粘貼碳纖維布

　　　（1）裁剪碳纖維布

　　　將碳纖維布按設計尺寸預先裁好，纖維布在縱向需搭接時，搭接長度須在150mm以上。切口要求整齊，切口與碳纖維布的橫向編織絲重合時，應該將切口適當平移，否則碳絲散開，影響施工質量。

　　　（2）涂刷*層浸潤膠

　　　找平膠表面指觸干燥后開始涂刷*層浸潤膠，將配制好的浸潤膠均勻涂抹于所要粘貼的混凝土基層，用橡膠刮板均勻抹平。浸潤膠的用量視混凝土表面的狀況不同斟酌使用，需避免浸潤膠過量而導致碳纖維布滑移或扭曲，或浸潤膠不足導致含浸不足。

　　　（3）粘貼碳纖維布

　　　將預先剪好的碳纖維布鋪到涂有浸潤膠的混凝土面上，一邊鋪一邊用脫泡滾筒或刮刀沿纖維方向用力刮平，以去除氣泡。在整段碳纖維布*貼合到混凝土表面之后，再用脫泡滾筒反復碾壓，以充分含浸樹脂和除去纖維絲之間的空氣。注意不要使纖維布出現扭曲、起皺或毛刺，并要確保排除氣泡，使浸潤膠*浸透纖維絲。如果所貼合的碳纖維布表面呈現很明顯的扭曲、起皺或隆起，則必須將該纖維布揭起重鋪。

　　　（4）涂刷第二層浸潤膠

　　　碳纖維布浸透刮平后，需再涂一層浸潤膠，用橡膠刮板、脫泡滾筒重復以上操作，務必使碳纖維布含浸*，同時除去所有的氣泡和多余樹脂。如果發現有浸潤膠未浸透的部分，要注意加強滾壓，滾壓時不得損傷碳纖維布。

　　　（5）需要粘貼兩層以上纖維布時，重復（2）～（4）工序的操作，間隔時間應保證在12h以上，多層粘貼時碳纖維布的搭接位置要相互錯開。

6.碳纖維布表面處理

　　　為了滿足功能需要，對碳纖維布表面進行處理，如在表面做涂料時，需要考慮與碳布的粘結性、環境的適應性去選擇合適的涂料；如在表面抹水泥砂漿時，考慮到碳布表面較光滑，在涂后一道浸潤膠時，可先撒一些石英砂細骨料，待其固化后，再進行表面除理。

二.質量控制措施及施工注意要點

　　　碳纖維布加固的施工工藝相對比較簡單，但對施工過程要求較嚴，對施工人員的素質要求較高。在實際施工中應特別注意以下工序的質量控制：

　　　（1）施工時應注意碳纖維布與混凝土表面必須打磨平整，清理干凈；轉角粘貼處應打磨成圓弧狀（R≥20mm），保證碳纖維布與混凝土良好粘結，形成一個復合體，共同抵抗外力作用。表面污物浮漿沒去除干凈或不夠平整、錯臺的，將嚴重影響碳纖維布復合層與混凝土之間的正拉粘結強度，直接影響施工質量和加固效果。

　　　（2）施工溫度原則上要在5℃以上條件下進行，應盡量避免陰雨天氣施工。溫度低時不易固化，濕氣太大將導致樹脂與水氣產生作用而干擾膠化過程。

　　　（3）混凝土打磨的范圍要大于碳纖維布的寬度，一般比碳布寬20mm；對于出現裂縫可采用注入結構膠來修復，對鋼筋外露銹蝕處，必須對鋼筋進行除銹，然后進行斷面修復。

　　　（4）碳纖維配套樹脂的配制須由專人負責，按主劑：硬化劑（質量比）的比例準確稱量，先對主劑攪拌，再把固化劑加入，進行攪拌約3分鐘，直至呈現均一顏色為止。

　　　（5）涂刷第二層浸潤膠時，只能單方向涂刷，不能來回涂刷，否則將影響碳纖維絲受力的均勻性。同時加強滾壓，確保沒有空鼓，如有空鼓時采用針管注膠等方法修補。

　　　（6）混凝土表面打磨時，室內粉塵濃度較高，操作人員要戴防塵口罩和防塵眼鏡，并且采取撒水等降塵措施。

三.碳纖維材料在結構加固中的應用分析

3.1碳纖維加固技術分析

　　　碳纖維材料加固與傳統方法有顯著區別。首先，幾乎不增加結構自重，不會引起結構的連鎖補強；其次，碳纖維材料還具有良好的耐腐蝕性能。

　　　（1）從受力性能來看，碳纖維材料具有很高的拉伸強度和抗疲勞性能，適合于梁、板、柱的加固。

　　　（2）從材料特征看，作為柔性材料，碳纖維布在施工現場可以根據需要繞過各種管道實施、穿墻過洞，可以在狹小空間內施工，還可以疊合成任意形狀加固復雜形狀的結構。

　　　（3）從實踐應用角度來看，碳纖維加固混凝土技術避免了其他加固方法增大結構尺寸，減少建筑使用空間，增加自重、施工周期長、耐腐蝕性差等缺點，大限度地保證了原有結構的布局特征和使用功能。加固后的結構作為二次組合結構通過新、舊兩部分整體工作，提高了結構的承載能力。與傳統的加大截面法、外包鋼板法、纏繞鋼絲、預應力法相比，碳纖維材料加固混凝土技術無加固損傷，不用擔心中于結構新、舊結合處的應力集中而減弱加固效果。與粘鋼板加固技術相比，碳纖維加固不需要大型輔助機具，施工簡便，有效粘貼面積易于保證，施工效率較高，符合工程工期要求緊的需要，為后續工序創造了有利條件。

　　　（4）在工程控制方面，碳纖維加固技術是通過在混凝土結構外部粘貼碳纖維布或板，通過二者協同受力，達到加固目的。粘結劑是進行碳纖維粘貼控制、實現碳纖維工程性能的關鍵，必須保證粘結劑的質量。

3.2碳纖維加固經濟分析

　　　（1）材料價格分析：目前國內市場上的碳纖維布（含相應的粘結材料）價格與常用的加固方法的材料相比要高許多，這也是制約碳纖維加固技術在我國推廣的大障礙。但從目前的研究和應用趨勢可以預測，隨著科技的進步和碳纖維材料的國產化，在未來幾年內，碳纖維材料加固技術的材料成本會有較大降低。

　　　（2）施工成本分析：由于此技術不需要大型機具、設備，現場可任意裁剪，不像鋼板一樣需要專門的切割工具，故其施工工期短，一般比常規方法縮短50%的時間。故與其他方法相比，將節省大量的機械臺班費、人工費和檢測費。

　　　（3）維修成本分析：耐久性、抗腐蝕性能是評價一項結構工程質量的重要指標，尤其在一些惡劣環境或存在腐蝕性氣體工程中，而碳纖維材料卻有較強的抗腐蝕性，日本有關試驗及研究表明[6]，在弱酸環境中，經過一萬次的凍融循環，干濕交替、一定光照時間后，在70℃熱水中浸泡30天等作用下，碳纖維的耐久性能、抗腐蝕性能及耐老化性能均無降低，疲勞強度仍保留80％；在熱循環（-20℃～20℃）100次后，構件承載力也無降低。因此，在混凝土結構加固施工完成后采取一定的保護措施就可以滿足工程要求。基本的維修工作可以比其他加固方法至少減少50%以上，維修周期可以大幅度延長，從而大幅度降低維修費用。

　　　從以上三方面可以看出，碳纖維材料加固混凝土在全壽命周期內具有優良的性能價格比，科技含量高，技術*，與其他加固技術相比，在綜合工程經濟性能方面具有很強的競爭力。

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