碳纖維布加固施工的步驟

1、碳纖維布加固施工的步驟:1、剔除構(gòu)件需加固部位的裝飾層，并清理干凈；2、涂刷底膠；3、用膠泥將加固構(gòu)件表面的孔洞修補(bǔ)平整；4、涂刷面膠；5、粘貼碳纖維布；6 涂刷面膠，如需粘貼多層碳布重復(fù) 4-6步驟；7、 表面裝修或防火處理。碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是采用配套粘結(jié)樹(shù)脂將碳纖維布粘貼于混凝 土表面，起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和抗震加固的作用。廣泛適用于建筑梁、板、柱、墻等的 加固，以及橋梁、隧道、煙囪、筒倉(cāng)等其它土木工程的加固補(bǔ)強(qiáng)。梁抗彎加固梁抗貶加固剪力墻開(kāi)洞加固柱抗珂及折震加固板負(fù)矩加固珈體結(jié)構(gòu)加固'HU壯抗彎加固碳纖維布加固梁試驗(yàn)報(bào)告:受上海同砼碳纖維布有限公司的委托，對(duì)用其生產(chǎn)的“同砼

2、”牌碳纖維布加固的四根鋼筋混凝土梁，進(jìn)行靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)梁的加固工作在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行， 為了與實(shí)際加固施工現(xiàn)場(chǎng)加固操作相一致，操作人員上仰操作，加固操作程序?yàn)椋?打底膠、批膠泥、上膠、貼碳纖維布、罩面膠。四根試驗(yàn)梁（L-1丄-2a,L-2b,L-3） 的截面特性見(jiàn)表1，試驗(yàn)梁澆筑日期：99年10月21 22日，水泥：砂：石子=26： 48 : 97 ;貼碳纖維布日期：99年11月16日；靜載破壞試驗(yàn)日期：990THU AW年11月18 日 11月21日丿測(cè)>一、加荷裝置示意/a二、材料性能混凝土、鋼筋的材料性能見(jiàn)表1。碳纖維布的規(guī)格：0.1mm x 45mm,極限抗拉強(qiáng)度：3600Mpa。三

3、、試驗(yàn)結(jié)果1、破壞特性：三根（L 2a, L 2b丄3）貼碳纖維布梁的破壞為：碳纖維布的拉斷；一根（L 1 ）沒(méi)有采用加固措施試驗(yàn)梁的破壞為：受拉鋼筋屈服破壞。2、加固效果對(duì)比計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1L1.荷載F-躊甲揍度/二1廠/170605040302010051015麓中搓度Cm）鶻呻撓度£/so504Q$020100口乩荷載-跨中盔疫u510團(tuán)審劇f （»n31曲:荷戟一錯(cuò)申瞬恵四、結(jié)論1、加固后的試驗(yàn)梁，皆由于碳纖維布的拉斷而破壞，說(shuō)明粘結(jié)性能良好，加固方法可靠，能夠滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。2、加固后試驗(yàn)梁的截面破壞彎矩，比加固前試驗(yàn)梁的截面破壞計(jì)算彎矩提高42-61 %，說(shuō)明加

4、固效果明顯。表1.試驗(yàn)梁截面特性及試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)梁截面立方Asa s鋼筋屈鋼筋極梁截面未加固粘貼加固后截面破壞編號(hào)b Xh體強(qiáng)(A s' =0)服強(qiáng)度限強(qiáng)度極限彎截面計(jì)層數(shù)截面計(jì)極限特性(mmX mm)度mmX mmf yf y矩算極限X算極限強(qiáng)度MPa(Mpa)(Mpa)M彎矩條數(shù)彎矩提高u(KN-m)MM率%j(K N-m)j(K N-m)L-1150 X25033.72262128541014.714.26無(wú)0鋼筋屈服L-2a150 X25033.22262128541022.0514.25單層21.7354.7碳纖維X2拉斷L-2b150 X25035.0226212854102

5、0.314.28單層21.7842.2碳纖維X2拉斷L-3150 X25027.62262128541022.7514.15雙層28.5460.8碳纖維X2拉斷碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱的抗震性能試驗(yàn)研究一、試驗(yàn)研究目的和內(nèi)容國(guó)內(nèi)有關(guān)科研單位和高等院校對(duì)碳纖維布加固鋼筋混凝土梁和柱等構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)研究，試驗(yàn)實(shí)證碳纖維布加固鋼筋混凝土構(gòu)件對(duì)防止斜裂縫開(kāi)展、提高受剪承載力、改善構(gòu)件延性具有良好的效果。但對(duì)在現(xiàn)有荷載作用下鋼筋混凝土短 柱進(jìn)行碳纖維布加固的抗震性能試驗(yàn)研究尚未見(jiàn)諸報(bào)道。本課題針對(duì)現(xiàn)有荷載作用下鋼筋混凝土短柱進(jìn)行碳纖維布加固的抗震性能試驗(yàn)研究，為推廣碳纖維加固修補(bǔ)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用和制定有

6、關(guān)規(guī)程提供試驗(yàn)依 據(jù)。其具體研究?jī)?nèi)容如下：1、研究碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱對(duì)其延性影響的變化規(guī)律。2、研究在不同軸壓比作用下碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱抗震性能的影響。3、箍筋加密短柱與外包碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱相比，以研究碳纖維織物 的包裹層數(shù)。4、通過(guò)沿柱粘貼應(yīng)變片，測(cè)定不同高度的碳纖維布的應(yīng)變，根據(jù)非彈性應(yīng)變的 出現(xiàn)范圍，確定塑性鉸區(qū)出現(xiàn)的高度，以便提出柱的加固高度。5、對(duì)比加載順序不同對(duì)碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱延性性能的影響。6通過(guò)測(cè)得荷載一一位移曲線分析各種情況下構(gòu)件延性的變化規(guī)律及其斜截面 受剪承載力的提高狀況。二、試件設(shè)計(jì)表1試件參數(shù)試件編號(hào)縱筋箍筋加固量碳纖維配 箍特征值

7、/cfs配箍特征值Zv試驗(yàn) 軸壓比nt軸力(KN)加載順序VH14魚08800.1650.41766豎載一水平載（對(duì)比柱）CVH14魚0880整柱連續(xù)2.1310.1650.41766加固一豎載一水平載CVH24<|20880粘貼三層CFS2.1180.1610.48908加固一豎載一水平載CVH34蟲28802.0960.1580.52998加固一豎載一水平載SVH14竝8602.1310.2130.41766加密一豎載一水平載VCH14費(fèi)08802.1310.1650.41766豎載一加固一水平載警晦_®|機(jī) a1-1 2-2圖1、試件詳圖三、加固方案本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)計(jì)了六個(gè)懸

8、臂柱試件，除了 VH1試件作為對(duì)比柱、不粘貼任何碳纖維以外，其它五個(gè)試件均在柱高全范圍內(nèi)粘貼三層碳纖維布，碳纖維布采用上海同砼碳纖維布有限公司的 T700碳纖維單向碳纖維布。采用封閉式連續(xù)粘 貼，纖維方向與柱軸線方向垂直。纖維布與混凝土之間、纖維布與纖維布之間都 涂有環(huán)氧樹(shù)脂膠，纖維布纏裹三層后搭接 10mm，纏裹布過(guò)程如下圖所示。靡桂用纖維布龜熹裊好的柱子圖2、纖維布1冥力墻?反力橫集M撿拉千斤頂*荷載傳戀密5戰(zhàn)件&承捏豎 人滑車 底豎商千斤頂 9莊桀 他地雷螺栓斤】門.支座反力集 &握拉架四、試驗(yàn)裝置圖3、試驗(yàn)裝置五、試驗(yàn)結(jié)果(a)試件VH1圖4、破壞形態(tài)(b)試件 VCH

9、1* P(KN>圖5、滯回曲線表2主要試驗(yàn)結(jié)果試件編號(hào)加載 方 向開(kāi)裂荷載Pcr(KN)屈服荷載及位移最大荷載及位移極限荷載及位移延性率破壞 形 態(tài)Py(KN)(mm)Pmax (KN)Aax (mm)Pu(KN)A(kn)正2422.52904.72576.4剪切VH1負(fù)1602472.03123.52605.52.64粘結(jié)破壞正3114.53358.221312.6剪CVH1負(fù)32533895.93.36壓破壞正36344267.5剪CVH2負(fù)無(wú)法觀察3464.34088.428012.83.08壓破壞正3696.244011.936117.5剪CVH3負(fù)3845.546310.1-

10、2.99壓破壞正3805.04561536524.3彎SVH1負(fù)4005.0479154.86曲破壞正3093.83327.02419.8剪負(fù)3203.23546.4-切VCH12.80粘結(jié)破壞六、結(jié)論通過(guò)對(duì)6根碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱的抗震性能試驗(yàn)研究，得出以下結(jié)論:（1）采用碳纖維加固鋼筋混凝土短柱，可防止斜裂縫出現(xiàn)或限制斜裂縫開(kāi)展， 顯著提高柱的受剪承載力。（2）碳纖維布加固混凝土柱的破壞具有一定的突然性，但破壞前有聲音預(yù)兆， 使破壞具有可預(yù)測(cè)性。（3）先包碳纖維再加軸力，碳纖維對(duì)柱的約束更為有效，對(duì)柱的抗剪強(qiáng)度的提 高幅度較大。（4）碳纖維加固鋼筋混凝土短柱在反復(fù)荷載作用下的荷載一位

11、移滯回曲線是穩(wěn) 定的，與普通混凝土柱相比，具有良好的耗能能力及更小的強(qiáng)度退化。七、主要參考文獻(xiàn)1 岳清瑞，陳小兵,牟宏遠(yuǎn).碳纖維材料（CFRP）加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)工業(yè) 建筑.1998,s28（ 11 ）。2 葉列平等.碳纖維布加固混凝土柱的的斜截面受剪承載力計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).2000,21 （2）。3 蔡衛(wèi)東.碳纖維布加固鋼筋混凝土短柱的抗震性能試驗(yàn)研究.天津大學(xué)碩士學(xué)位論文.2001。碳纖維布加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收規(guī)范主編單位：同濟(jì)大學(xué)總貝U第條碳纖維布加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的加固技術(shù)，主要用于混凝 土結(jié)構(gòu)的加固與修補(bǔ)工程。為確保該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的工程質(zhì)量，提高施工管理水平，特制訂本規(guī)

12、范。第條 本規(guī)范適用于因設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)、材料質(zhì)量不符合要求、使用功能 改變、遭受災(zāi)害以及耐久性原因而需對(duì)鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及素混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修補(bǔ)的 施工及驗(yàn)收。第條加固修補(bǔ)所使用的碳纖維布和膠粘劑，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選用，并應(yīng)符 合現(xiàn)行材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對(duì)材料質(zhì)量發(fā)生懷疑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查，合格后方可使用。第條碳纖維布加固修補(bǔ)施工的環(huán)境溫度，應(yīng)按膠粘劑產(chǎn)品說(shuō)明要求。第條碳纖維布加固修補(bǔ)施工安全技術(shù)、勞動(dòng)保護(hù)、防火、防毒等的要求， 應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。其材料堆放應(yīng)注意安全防火。膠粘劑的配置第條將原材料按不同配合比稱量準(zhǔn)確，分別配置底涂膠料、整平膠料及粘結(jié)膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)

13、攪拌均勻，再將填料加入繼續(xù)攪拌至均勻，最后加入固化 劑，充分?jǐn)嚢韬蠹纯墒褂?。第條 配置膠料時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：底涂膠料每次配置量以1 - 2公斤為宜; 整平膠料每次配置量以0.5- 1公斤為宜；粘結(jié)膠料每次配置量以1-2公斤為宜。第條 所有膠料要求于1小時(shí)內(nèi)施工完畢。施工要求第一節(jié)施工操作順序基底處理1、混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除，對(duì)較大面積的劣質(zhì)層，在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。2、裂縫部位，如有必要應(yīng)先進(jìn)行封閉處理。3、用混凝土角磨機(jī)、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜 質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處

14、要進(jìn)行倒角處理并打磨 成圓弧狀（R3 10mm ）。4、用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。涂底膠1、按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中， 用攪拌器攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)際氣溫決定用量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。2、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面，厚度不超過(guò)0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí)），再進(jìn)行下一道工序。用整平膠料找平 1、混凝土表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料修補(bǔ)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ)，盡量減少高差。2、轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用整平膠料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于10mm 3

15、、整平膠料須固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí)），方可再進(jìn)行下一道工序。粘貼碳纖維布1、按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布， 除非特殊要求，碳纖維布長(zhǎng)度應(yīng)在3m以 內(nèi)。2、配置、攪拌粘貼膠料，然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角 部位適當(dāng)多涂抹一些。3、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復(fù)滾壓至膠料滲出碳纖維布外 表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤(rùn)膠料。多層粘貼應(yīng)重復(fù)以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜， 方可進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。4、在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。第二節(jié)施工構(gòu)造要求第條 基層混凝土強(qiáng)度不低于 C15。第條 碳纖

16、維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm 第條碳纖維布的端部在必要時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的附加措施，如采取鋼板固定等。第條粘貼碳纖維布應(yīng)盡量避開(kāi)障礙物，如遇無(wú)法清除的障礙物而需截?cái)鄷r(shí)，在截?cái)嗖课灰枰赃m當(dāng)處理，具體措施應(yīng)視不同情況而定。第四章施工安全措施第條 裁剪及使用碳纖維布時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源，尤其是高壓電線及輸電線 路。第條碳纖維布的配套用膠要遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。第條 現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)穿工作服，同時(shí)還須佩戴口罩和手套，施工人員嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)吸煙。第條 配置及使用膠的場(chǎng)所必須保持良好的通風(fēng)。第五章施工溫度要求施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫是影響施工的一個(gè)重要因素，根據(jù)工藝要求，現(xiàn)場(chǎng)氣溫應(yīng)大于等于5°C，如

17、果氣溫低于5°C，應(yīng)使用適于低溫的特殊膠種或采取其它加溫處 理措施，如氣溫長(zhǎng)時(shí)間低于5 C,應(yīng)暫停施工。第六章工程驗(yàn)收第條工程驗(yàn)收時(shí)必須有碳纖維及其配套膠料廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明。第條每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢驗(yàn)，作好相關(guān)的驗(yàn)收記錄， 如出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即返工。第條施工結(jié)束后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以評(píng)定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量為主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回聲來(lái)判斷粘結(jié)效果，如出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實(shí)現(xiàn)象， 應(yīng)采取針管注膠的方法進(jìn)行補(bǔ)救。若粘結(jié)面積小于90 %，則判定為粘結(jié)無(wú)效，需重新施工。第條 對(duì)于碳纖維布粘貼面積在1000m2以上的工程，為檢驗(yàn)其加固效果 應(yīng)與甲方

18、協(xié)商進(jìn)行荷載試驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)的變形等各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足國(guó)家規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)及使用要求。碳纖維布加固混凝土梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算及施工規(guī)程建議同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院屈文俊張譽(yù)上海同砼碳纖維布有限公司曹玉明張鵬飛摘要：碳纖維加固混凝土梁的計(jì)算理論和施工操作規(guī)范， 是碳纖維加固混凝土梁 走向規(guī)范化和科學(xué)化的基礎(chǔ)。本文依據(jù)三根粘貼碳纖維布混凝土梁的抗彎試驗(yàn)，建議了碳纖維加固混 凝土梁的抗彎強(qiáng)度計(jì)算方法，依實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)，提出了碳纖維布加固混凝土梁的施工規(guī)程建議。關(guān)鍵詞：碳纖維布加固梁，抗彎強(qiáng)度，施工規(guī)程刖言：混凝土結(jié)構(gòu)工程新千年所面臨的主要問(wèn)題之一是： 既有混凝土結(jié)構(gòu)的加固 和修復(fù)。粘貼碳纖維布加固技術(shù)，是近十年在日本首

19、先應(yīng)用和發(fā)展的，已有一千多 個(gè)工程實(shí)例。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：1、性能穩(wěn)定，一般無(wú)腐蝕問(wèn)題。2、重量輕，不增加結(jié)構(gòu)靜載。3、強(qiáng)度高。4、容易手工操作，不需專門機(jī)械設(shè)備。5、施工無(wú)灰塵和噪聲污染，并可不間斷生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。目前，在我國(guó)已有不少單位 在研究碳纖維粘貼布的計(jì)算方法，已有不少工程實(shí)例。同濟(jì)大學(xué)在接收生產(chǎn)任務(wù) 的同時(shí)，針對(duì)性地做了一系列試驗(yàn)，如環(huán)向粘貼碳纖維布間接提高柱的抗壓承載 能力試驗(yàn)，加固混凝土梁的抗彎試驗(yàn)和抗剪試驗(yàn)， 為工程應(yīng)用起到指導(dǎo)作用。本 文的主要目的是探討粘貼碳纖維布混凝土梁的抗彎計(jì)算方法以及總結(jié)粘貼碳纖 維布的施工操作方法。試驗(yàn)研究：在同濟(jì)大學(xué)建工系結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室進(jìn)行了三根梁的

20、試驗(yàn)，其中二根梁貼碳纖維布加固，為對(duì)比試驗(yàn)，一根梁沒(méi)有粘貼碳纖維布。三根試驗(yàn)梁（L-1, L-2a , L-2b） 的截面特性見(jiàn)表1，試驗(yàn)梁澆筑日期：99年10月21-22日，水泥：砂:石子=26 : 48: 97;貼碳纖維布日期：99年11月16日；碳纖維布為上海同砼碳纖維布有限公司生產(chǎn)的“同砼”牌無(wú)紡單向碳纖 維布，試驗(yàn)梁的加固工作在試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，為了與實(shí)際加固施工現(xiàn)場(chǎng)操作相一致， 操作人員上仰操作，加固操作程序?yàn)椋捍虻啄z、批膠泥、上膠、貼碳纖維布、罩 面膠。靜載試驗(yàn)日期：99年11月18-11月21日-Hu（一）、加荷裝置示意（二）、材料性能混凝土、鋼筋的材料性能見(jiàn)表1。碳纖維布的規(guī)格：

21、0.1 x 45mm,極限抗拉強(qiáng)度：3600Mpa,彈性模量235Gpa。（三）、試驗(yàn)結(jié)果1、破壞特性：二根(L-2a , L-2b )貼碳纖維布梁的破壞為：受拉鋼筋首先屈服，而后加固梁表現(xiàn)出較大的塑性，最后碳纖維布拉斷；一根(L-1)沒(méi)有采用加固措施試驗(yàn) 梁的破壞為：受拉鋼筋屈服破壞。2、加固效果對(duì)比計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1k/L70605040302010051015跨中撓度(価)I2a：荷載-瞪中掘施5000204030/234跨申0亠一一/t0510將中拔度(mm)o o o o o O_b 5 4 3 2 1口:荷我F-跨中摂度L 2b満議一腐中撓度圖2.荷載-跨中撓度曲線表1.試驗(yàn)梁截面特性

22、及試驗(yàn)結(jié)果試 驗(yàn) 梁 編 號(hào)截面b x h(mmx mm)立 方 體 強(qiáng) 度MPaA s(As' =0) mmx mmas鋼筋屈服 強(qiáng)度f(wàn) y(Mpa)鋼筋極限強(qiáng)度f(wàn) y(Mpa)梁截面極限彎 矩M u(KN-m)未加固 截面計(jì) 算極限 彎矩Mj1(KN -m)粘 貼 層 數(shù) x 條 數(shù)加固后 截面計(jì) 算極限 彎矩Mj2(KN -m)截 面 極 限 強(qiáng) 度 提 高 率%Mu/Mj2破 壞 特 性L-1150 x 25033.72262128541014.714.26無(wú)0鋼 筋 屈 服L-2a150 x 25033.22262128541022.0514.25單層21.9254.71.0

23、15碳纖 維 拉 斷L-2150 x 25035.226228541020.314.28單21.98420.93碳.2（四）結(jié)論1、加固后的試驗(yàn)梁，皆由于碳纖維布的拉斷而破壞，說(shuō)明粘結(jié)性能良好，加固方法可靠，能夠滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。2、加固后試驗(yàn)梁的截面破壞彎矩，比加固前試驗(yàn)梁的截面破壞計(jì)算彎矩提高42-54.7%，說(shuō)明加固效果明顯。3、碳纖維的彈性模量與鋼筋相近，但由于其強(qiáng)度高，充分發(fā)揮碳纖維的強(qiáng)度需 要較大的應(yīng)變。1、碳纖維布加固梁抗彎強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)加固試驗(yàn)梁的破壞特性，在極限狀態(tài)下，受拉鋼筋屈服，破壞由碳纖維 拉斷誘發(fā)，參照現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范抗彎設(shè)計(jì)計(jì)算的基本原理，假定：1、混凝土梁受彎

24、后，變形規(guī)律符合平截面；2、鋼筋為理想彈塑性材料；3、混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系采用混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范所建議的關(guān)系式；在 極限狀態(tài)下，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力等效為矩形應(yīng)力塊，應(yīng)力強(qiáng)度為混凝土的彎曲抗壓強(qiáng)度 ；4、忽略混凝土的抗拉強(qiáng)度；5、在極限狀態(tài)下，碳纖維的應(yīng)力達(dá)抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度。在極限狀態(tài)下，加固梁的截面應(yīng)力圖由圖3所示。圖3.極限狀態(tài)下截面應(yīng)力圖圖中，Mu 截面極限彎矩；As,As '受拉受壓鋼筋面積Y,fY '鋼筋抗拉、抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度：ACF 碳纖維截面面積；fCF 碳纖維的抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，建議取 極限抗拉強(qiáng)度的0.8倍。圖3所示截面的平衡方程為: 工 Fx=OAsfy+AcFfcf-

25、A sf ' -bxfcm=O (1)藝 MAS(F)=OM=bxfcm(ho- x/2)+A ' sf ' y(ho' s)+AcFfcFas (2)將試驗(yàn)梁材料的實(shí)際強(qiáng)度代入(1)和(2)，可計(jì)算出梁的極限破壞彎矩，見(jiàn)表1。實(shí)際梁截面破壞彎矩Mu與加固后截面計(jì)算極限彎矩比值的平均數(shù)為0.9735，說(shuō)明計(jì)算方法可靠。四、碳纖維布加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)施工及驗(yàn)收建議總貝U第條碳纖維布加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的加固技術(shù)，主要用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固與修補(bǔ)工程。為確保該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的工程質(zhì)量，提高施工管理水平，特制訂本規(guī)范。第條 本規(guī)范適用于因設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)、材料質(zhì)量不符合要求、

26、使用功能 改變、遭受災(zāi)害以及耐久性原因而需對(duì)鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土及素混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修補(bǔ)的施工及驗(yàn) 收。第條加固修補(bǔ)所使用的碳纖維布和膠粘劑，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求選用，并應(yīng)符合現(xiàn)行材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對(duì)材料質(zhì)量發(fā)生懷疑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行抽樣檢查，合格后方可使用。第條碳纖維布加固修補(bǔ)施工的環(huán)境溫度，應(yīng)按膠粘劑產(chǎn)品說(shuō)明要求。第條碳纖維布加固修補(bǔ)施工安全技術(shù)、勞動(dòng)保護(hù)、防火、防毒等的要求，應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范執(zhí)行。其材料堆放應(yīng)注意安全防火。膠粘劑的配置第條將原材料按不同配合比稱量準(zhǔn)確，分別配置底涂膠料、整平膠料及 粘結(jié)膠料。先將稀釋劑加入聚合物主料內(nèi)攪拌均勻， 再將填料加入繼續(xù)攪拌至均 勻，最后加入固化劑，充分

27、攪拌后即可使用。第條 配置膠料時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：底涂膠料每次配置量以1 - 2公斤為宜；整平膠料每次配置量以0.5- 1公斤為宜；粘結(jié)膠料每次配置量以1 -2公斤為宜。 第條 所有膠料要求于1小時(shí)內(nèi)施工完畢。施工要求第一節(jié)施工操作順序基底處理1、混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除，對(duì)較大面 積的劣質(zhì)層，在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù)。2、裂縫部位，如有必要應(yīng)先進(jìn)行圭寸閉處理。3、用混凝土角磨機(jī)、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處 要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R3 20mm ）。4、

28、用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。涂底膠1、按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。2、 用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面，厚度不超過(guò)0.4mm ,并不 得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以手指觸感干 燥為宜，一般不小于2小時(shí)），再進(jìn)行下一道工序。用整平膠料找平1、混凝土表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料修補(bǔ)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度 差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ)，盡量減少高差。2、 轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用整平膠料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。3、整平膠料須固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以手

29、指觸感干燥為宜，一般 不小于2小時(shí)），方可再進(jìn)行下一道工序。粘貼碳纖維布1、 按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長(zhǎng)度應(yīng)在3m以 內(nèi)。2、配置、攪拌粘貼膠料，然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角 部位適當(dāng)多涂抹一些。3、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復(fù)滾壓至膠料滲出碳纖維布外 表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤(rùn)膠料。多層粘貼應(yīng)重復(fù)以上步驟，待纖 維表面指觸感干燥為宜，方可進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。4、在最外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。第二節(jié)施工構(gòu)造要求第條 基層混凝土強(qiáng)度不低于 C15。第條 碳纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm。第

30、條碳纖維布的端部在必要時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的附加措施，如采取鋼板固定 等。第條粘貼碳纖維布應(yīng)盡量避開(kāi)障礙物，如遇無(wú)法清除的障礙物而需截?cái)?時(shí)，在截?cái)嗖课灰枰赃m當(dāng)處理，具體措施應(yīng)視不同情況而定。施工安全措施第條 裁剪及使用碳纖維布時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源，尤其是高壓電線及輸電線 路。第條 碳纖維布的配套用膠要遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。第條 現(xiàn) 場(chǎng)施工人員應(yīng)穿工作服，同時(shí)還須佩戴口罩和手套，施工人員嚴(yán)禁在現(xiàn)場(chǎng)吸煙。第條 配置及使用膠的場(chǎng)所必須保持良好的通風(fēng)。施工溫度要求施工現(xiàn)場(chǎng)的氣溫是影響施工的一個(gè)重要因素，根據(jù)工藝要求，現(xiàn)場(chǎng)氣溫應(yīng)350C，如果氣溫低于50C，應(yīng)使用適于低溫的特殊膠種或采取其它加溫處理措施，

31、 如氣溫長(zhǎng)時(shí)間低于50C，應(yīng)暫停施工。工程驗(yàn)收第條工程驗(yàn)收時(shí)必須有碳纖維及其配套膠料廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明。第條每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢驗(yàn)，作好相關(guān)的驗(yàn)收記錄， 如出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即返工。第條施工結(jié)束后的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收以評(píng)定碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量為 主，用小錘等工具輕輕敲擊碳纖維布表面，以回聲來(lái)判斷粘結(jié)效果，如出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實(shí)現(xiàn)象，應(yīng)采取針管注膠的方法進(jìn)行補(bǔ)救。若粘結(jié)面積小于90 %,則判定為粘結(jié)無(wú)效，需重新施工。第條 對(duì)于碳纖維布粘貼面積在1000m2以上的工程，為檢驗(yàn)其加固效果 應(yīng)與甲方協(xié)商進(jìn)行荷載試驗(yàn)，其結(jié)構(gòu)的變形等各項(xiàng)指標(biāo)均應(yīng)滿足國(guó)家規(guī)范規(guī)定的 設(shè)計(jì)及使用要求。五

32、、結(jié)語(yǔ)碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，正在逐漸走向普及，目前單向無(wú)紡碳纖維布 已在上海同砼碳纖維布有限公司試制成功，完全可以與粘鋼技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性相媲 美，可以預(yù)言，由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)，很快可以替代粘鋼技術(shù)。粘鋼加固施工工藝：粘貼面處理申加壓固定及卸荷系統(tǒng)準(zhǔn)備（根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，此步驟有 時(shí)省去）申配制JGN-G結(jié)構(gòu)膠牛涂膠和粘貼申固化、卸加壓固定系統(tǒng)申檢 驗(yàn)申維護(hù)1. 粘貼面處理1.1. 混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層，油垢、污物，較大凹陷處用JGN-G膠修補(bǔ)平整， 然后用角磨機(jī)打磨除去混凝土面1-2mm厚表層，打磨完畢用壓縮空氣吹凈 浮塵，最后用棉布沾丙酮或甲苯拭凈表面，待完全干燥后備用。1.2. 鋼板

33、粘貼面應(yīng)用角磨機(jī)進(jìn)行粗糙處理，直至打磨出現(xiàn)金屬光澤，然后用 棉布沾丙酮或甲苯拭凈表面，待完全干燥后備用。1.3. 該工序所用主要物資：護(hù)目鏡、防塵口罩、沖擊電錘及扁鏟、手錘、角磨 機(jī)、金剛石磨片、砂輪片、空壓機(jī)、脫脂棉布、丙酮。2. 加壓固定及卸荷系統(tǒng)準(zhǔn)備（根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)要求，此步驟有時(shí)省去）2.1. 構(gòu)件所承受的活荷載如人員、辦公機(jī)具宜暫時(shí)移去，并盡量減小施工臨 時(shí)荷載。2.2. 加壓固定宜采用千斤頂、墊板、頂桿所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能產(chǎn)生 較大壓力，而且加壓固定的同時(shí)卸去了構(gòu)件承擔(dān)的部分恒荷載，能更好的使 后粘鋼板與原構(gòu)件協(xié)同受力，加固效果最好，施工效率較高。2.3. 加壓固定也可采

34、用螺栓、角鋼、墊板所組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要在加固 構(gòu)件上合適位置鉆孔固定膨脹螺栓。若在鋼板上鉆孔，并將螺桿用膠錨固， 則將對(duì)鋼板產(chǎn)生復(fù)合錨固力，效果極好，最適合側(cè)面鋼板的粘貼。2.4. 實(shí)際施工中兩種系統(tǒng)常結(jié)合采用。3. 配制JGN-G結(jié)構(gòu)膠3.1 .JGN-G結(jié)構(gòu)膠為A、B兩組份，取潔凈容器（塑料或金屬盆，不得有油 污、水、雜質(zhì)）和稱重衡器按配合比混合，并用攪拌器攪拌約5分鐘左右至 色澤均勻（金屬灰色）為止。攪拌時(shí)最好沿同一方向攪拌 ，盡量避免混入空氣 形成氣泡，JGN-G型結(jié)構(gòu)膠具有優(yōu)異的 觸變性，夏季施工不流淌，冬季低溫 施工可操作性好，性能卓越。32該工序所用主要物資：攪拌器、容器、衡

35、器、膩刀、手套。4. 涂膠和粘貼4.1. 膠粘劑配制好后，用膩刀涂抹在已處理好鋼板面上（或混凝土表面），膠斷 面宜成三角形，中間厚3毫米左右，邊緣厚1毫米左右，然后將鋼板粘貼在 的混凝土表面，用準(zhǔn)備好的固定加壓系統(tǒng)固定，適當(dāng)加壓，以膠液從鋼板邊 縫擠出為度。4.2. 該工序所用主要物資：加壓固定及卸荷系統(tǒng)，膩刀、手套。5. 固化、卸加壓固定系統(tǒng)5.1 .JGN-G型結(jié)構(gòu)膠在常溫、低溫下均可良好固化，若固化溫度 25 C左右， 24小時(shí)可撤除加壓固定系統(tǒng)，72小時(shí)即可正常使用。若固化溫度 5 C左右， 48小時(shí)可撤除加壓固定系統(tǒng)，96小時(shí)即可正常使用。5.2. 該工序所用主要物資：扳手、手套、時(shí)鐘、溫度計(jì)。6. 檢驗(yàn)6.1 .JGN-G型結(jié)構(gòu)膠操作性能極好，正常操作可達(dá)到100%的飽滿度。檢驗(yàn)時(shí)可用小錘輕擊粘貼鋼板，從音響判斷粘貼效果，也可采用超生儀檢測(cè)。若 錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于90%，非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積少于 70%，應(yīng)剝離鋼 板，重新粘貼。6.2. 對(duì)重要構(gòu)件也可采用載荷檢測(cè)，一般采用分級(jí)加載至正常荷載的標(biāo)準(zhǔn)值， 檢測(cè)結(jié)果較直觀、可靠，但費(fèi)用較高，耗時(shí)也較長(zhǎng)。需要千斤頂或配重（常 用沙袋、磚塊）、百分表、裂縫顯微鏡、衡器。7. 維護(hù)加固后鋼