下面以某小區(qū)改造為例，為滿足要求的住房套型建筑面積控制在50平方米以內(nèi)，每套獨(dú)門獨(dú)戶，設(shè)有臥室、廚房、衛(wèi)生間等設(shè)施，對(duì)現(xiàn)有戶型進(jìn)行改造，將原來的一梯兩戶，改造為一梯三戶，并需對(duì)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。但是采用粘鋼加固法，還是碳纖維加固法呢?經(jīng)過方案對(duì)比后，決定采用碳纖維布加固。碳纖維布加固相對(duì)于粘鋼具有自重輕，不增加荷載，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸節(jié)省空間，具有柔軟性，施工簡便，工效高，沒有濕作業(yè)，施工占用場(chǎng)地少，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工質(zhì)量易，在施工工期、施工條件方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，高強(qiáng)度，高模量，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。

1主要材料—碳纖維布的特性

碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能。加固混凝土構(gòu)件所用的碳纖維布，是碳纖維材料通過一定的制作工藝而制成的，是將碳纖維長絲經(jīng)編織而成的柔軟片狀材料。碳纖維布在編織時(shí)，將大量的碳纖維長絲沿一個(gè)主方向均勻平鋪，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于3400MPa，彈性模量大于2.4×l05MPa.

碳纖維布加固技術(shù)是利用碳纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行加固處理，該技術(shù)采用的碳纖維布抗拉強(qiáng)度是普通二級(jí)鋼的10倍左右。厚度僅為0.167mm，基本上不增加構(gòu)件截面，能碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。綜合材料的物理、力學(xué)特性分析，要想zui大限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢(shì)，適宜將材料作為建筑結(jié)構(gòu)的受拉或預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，特別適用于鋼筋混凝土受彎、軸心受壓、大偏心受壓及受拉構(gòu)件的加固，建筑加固的碳纖維材料主要是承受拉應(yīng)力，約束裂縫的開展。

2采用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)的施工工藝和處理要點(diǎn)

1、根據(jù)設(shè)計(jì)確定粘貼碳纖維的范圍進(jìn)行基底處理

a)破損面混凝土表面處理：將砼構(gòu)件表面的殘缺、疏松、腐蝕、破損及碳化層部分清除干凈，達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進(jìn)行必要的處理。對(duì)經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分進(jìn)行修補(bǔ)復(fù)原。

b)裂縫修補(bǔ)：縫寬小于0.2mm的裂縫，須用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂刷密封;對(duì)大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫;并鋼筋保護(hù)層厚度不小于15mm。

c)將構(gòu)件表面凸出部分打磨平整，用磨光機(jī)把棱角磨成半徑大于20mm的圓角，要求修復(fù)后的段差平順。并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構(gòu)件加固表面平整、干燥無粉塵。

2、涂刷底層(底層涂料具有較強(qiáng)的滲透性，可滲入砼表面內(nèi)。如基材強(qiáng)度達(dá)標(biāo)可省略此步)

a)把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在

可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn);涂刷底層樹脂：待樹脂表面指觸干燥時(shí)即進(jìn)行下一道工序施工。

b)用專用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。

c)底層涂料固化后，表面有凸起部分時(shí)要用砂紙磨光。

d)在氣溫小于5℃，砼表面含水率在8%以上，相對(duì)濕度大于85%，有結(jié)露可能而無可靠措施時(shí)，均不得施工。

3、找平處理：(如基材強(qiáng)度達(dá)標(biāo)可省略此步)

a)構(gòu)件表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇剑迯?fù)至表面平整，不應(yīng)有菱角。

b)內(nèi)角(段差、起拱等)要用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ)使之平順。

4、貼碳纖維片

a)貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀將碳纖維按規(guī)定尺寸切斷纖維片。

b)碳纖維接頭縱向必須搭接10cm以上，橫向不需搭接;

c)按規(guī)定比例摻配樹脂主劑和固化劑，將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向單向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時(shí)不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待纖維表面接觸干燥時(shí)即可進(jìn)行下一層的粘貼。如超過60min，則應(yīng)等12h后，再行涂刷粘結(jié)劑粘貼下一層。

d)貼片時(shí)，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對(duì)此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。

5、養(yǎng)護(hù)

粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護(hù)24h達(dá)到初期固化，并固化期間不受干擾。

6、涂裝

根據(jù)需要可在樹脂固化后加固補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件表面，涂刷水泥漿或抹灰。

3加固處理質(zhì)量要求

1、所有進(jìn)場(chǎng)材料，包括碳纖維材料和膠結(jié)材料，必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并具有出廠產(chǎn)品合格證，符合工程加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求。

2、為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過程中，嚴(yán)禁受彎折，材料不得直接日曬和雨淋，膠結(jié)材料應(yīng)陰涼密閉儲(chǔ)存。

3、各工序的施工質(zhì)量，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督，每一道工序完成后提請(qǐng)技術(shù)員檢查、承接后，才能進(jìn)行下道工序。

4、涂底層涂料

涂料應(yīng)涂刷均勻、不得漏涂，嚴(yán)禁在不適合氣溫條件下施工，添加溶劑稀釋后的涂料應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。

5、碳纖維粘貼的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

a)下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。

b)碳纖維粘結(jié)嚴(yán)實(shí)。

c)順纖維方向搭接長度不小于20cm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上，層間必須錯(cuò)開至少50cm。

d)碳纖維材料規(guī)格，粘貼位置、長度、寬度、纖維方向、層數(shù)符合規(guī)定。

4注意事項(xiàng)

1、在表面處理和粘貼碳纖維片材前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。

2、按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維片材，裁剪后的織物寬度不宜小于150mm且不應(yīng)小于100mm。

3、將碳纖維片材表面擦拭干凈至無粉塵。如需粘貼兩層時(shí)，對(duì)底層碳纖維片材兩面均應(yīng)擦拭干凈。

4、擦拭干凈的碳纖維片材應(yīng)立即涂刷粘結(jié)樹脂，膠層應(yīng)呈凸起狀，平均厚度不小于2mm。

5、將涂有粘結(jié)樹脂的碳纖維片材用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡膠滾筒順纖維片材方向均勻平穩(wěn)壓實(shí)，使樹脂從兩邊溢出，密實(shí)無空洞。當(dāng)平行粘貼碳纖維時(shí)，兩片之間孔隙應(yīng)不小于5mm。

6、需粘貼兩層碳纖維片材時(shí)，可連續(xù)粘貼。如不能連續(xù)粘貼，則再開始前應(yīng)對(duì)底層碳纖維片材重新做好清潔工作。

7、樹脂配制時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說明規(guī)定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌用容器內(nèi)不得有油污及雜質(zhì)。宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度決定樹脂的每次拌合量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。

8、為了粘貼的質(zhì)量，不同季節(jié)、不同溫度條件下，應(yīng)使用不同型號(hào)的粘貼樹脂，這樣才能對(duì)樹脂施工的可操作時(shí)間和固化時(shí)間進(jìn)行有效控制。

5對(duì)碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的展望

碳纖維用于砼結(jié)構(gòu)的修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)發(fā)展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點(diǎn)：

1、施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等;

2、環(huán)氧樹脂的重量很輕，對(duì)結(jié)構(gòu)自重影響可忽略不計(jì);

3、能適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)外形的補(bǔ)強(qiáng);

4、可以多層粘貼。可根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在一個(gè)部位重疊粘貼。