碳纤维加固桥梁技术应用

刘 帅，李 融

（1.杭州市城市建设基础工程有限公司，浙江 杭州 310004；2.浙江泛华工程监理有限公司，浙江 杭州 310000）

从19世纪70年代末开始，西方国家开展纤维加强复合原料在土木工程运用探究的项目，拥有很好的比强性与比刚性、优良的抗侵蚀性的纤维加强复合材料业已大量被运用于混凝土架构的黏贴稳固工程，组成了纤维加强复合原料补强稳固已存在的桥梁的创新技能，而在这里数碳纤维加强复合原料的运用最为频繁。混凝土大桥架构的黏贴碳纤维板技能技巧在稳固桥梁过程里拥有不阻碍交通，并施工期间短，使用人员少的特点。因此，此项技术属于21世纪全新的桥梁的发展朝向之一。

1 碳纤维原料的基础性质

碳纤维加强复合原料补强稳固所应用的基础原料是强度值高抑或弹性力高的模量的不会中断的碳纤维，一个共同的排列方式组成束，将环氧树脂泡浸稳固后的碳纤维板抑或没有通过树脂泡浸稳固后的碳纤维布，总体被归类为碳纤维材料。把其摆置于用专业调配的黏贴树脂抑或泡浸树脂黏贴于桥梁混凝土架构亟待补强稳固的部分的表层，树脂硬化以后和原有的部件组成全新的承受组合体，一起工作。

1.1 碳纤维片材

此种原料的拉伸度上下限之间相差1000MPa，和一般的碳素钢块拉伸的扩张度比较，片材的伸展强度极高。片材碳纤维原料的弹性强度与其力学的性质相异，碳纤维片材按照力学性质可以划分为模量高、强度值高与模量处于中等位置的3个种类。我们知道，其高模量的材料的弹性强度会高一些，然而其伸展率稍微低些。比较而言，碳纤维片材的密度低于钢原料很多，表明碳纤维片材质量较轻。碳纤维的原子结构稳固，自身不会被酸碱盐与其他种类化学物质的侵蚀，可以很好地抵抗严寒抑或是炎热。

1.2 相对应的树脂类黏贴原料

混凝土架构稳固修理相配树脂体系包含最下层涂料，以便渗入混凝土表层，推进黏连且组成长时期的永久界面的基本；油灰，用其填实全部的表层孔隙且变成整齐表层才可以应用碳纤维片材；浸泡树脂抑或黏连树脂，第一个用在碳纤维布黏贴时，第二个用在碳纤维板黏贴时。浸泡树脂抑或黏连树脂乃是把碳纤维块着附于混凝土部件表层且和其密切地黏连在一块儿组成完整工作的切入口，所以，树脂与混凝块的黏贴可靠性远大于混凝土的伸展实力与剪切实力。在道路混凝土大桥使用碳纤维材料稳固技能技巧来讲，环氧树脂处于各自相异的作业温度下稳固性能有非常关键的作用，由于此关系到黏贴作业的质素和怎样尽力削减桥上日常交通被打断的时间。运用配备的环氧树脂原料，在混凝土作业表层为10～40℃的温度下，黏贴环氧树脂稳固时段大概需要15h甚至更多，然而黏贴后就能够被用上的时段为45min以上，配备的环氧树脂原料的这个功能乃是全部的适用于混凝土大桥的稳固作业的。

2 黏贴碳纤维片材稳固的作业技能技巧

2.1 表层处理

混凝土表层的劣质层，比如经过风化、剥落的砂石、粉刷表面、污染物等，一定要将其置于砂轮机里除掉而且要打磨。再使用气体喷泵、砂轮机和刷子把需补强领域的尘埃与松落部件清除，拿水冲洗后，一定要让它经过绝对的干燥。

2.2 裂面修补

把混凝土表层的劣质部位，比如松落、空隙、蜂巢、侵蚀等除去。假如出现钢筋露出来的情况，一定要把抗腐蚀工作做好，再用强度相当抑或是比其大的环氧树脂砂石原料修整。断裂面用环氧树脂注入。断面抑或清除部位出现漏水的情况时，要首先把防水、输水工作做好。

2.3 表层休整

表层平面凸显出来的部位，用切割器械抑或砂轮机把它铲掉再让它变得平整。凹下来的部位，用环氧树脂将其灌注补平。转弯的地方要打磨到凸角的曲率半径为20mm，甚至更大，凹下来的角就用树脂砂石浆液来填充。

2.4 最下层的涂料

温度位于5℃以下，下雨时，不要进行作业工作。作业环境的气温、适度认定以后，选择适合的最下层涂料。当作业场地气体非常流通，禁止烟火。作业时一定要穿戴维护装备，包含口罩、保护眼镜与塑胶手套。

2.5 如何黏贴碳纤维贴片

碳纤维片块事先用剪子、刀具据所规定的尺寸规模裁剪。根据所用的量剪裁尺度处于2m之内为最佳。为预防保存时间里的破坏，裁剪的数目只要剪要用到的数目。作业面底层漆的干燥认定能够使用指量来认定。底层油漆作业超出一个礼拜时，要用砂轮机来打磨至平整。把环氧树脂的主要原料与硬化原料按照所设计的比例倒在调和桶里，利用电力搅拌器械，让它们能够匀称地混淆。每次的混合量应控制在要被用上的作业量，超出可被利用的时段的原料，不能够拿来用。环氧树脂用毛刷大轮均匀涂上，涂在底层油漆上面。涂布量应根据作业面的表层粗细程度而不同，转弯部位需多涂。强化纤维黏贴在树脂涂层上之后，用毛刷大轮与刮刀往纤维的朝向使劲压平，让树脂渗透且要消除气泡，纤维朝向的连接长度最少需留10cm，短向就不需留了。黏贴后摆置0.5h，假如纤维出现浮上来抑或是掉线，用毛刷大轮或是刮刀轧平修整。双层之上的强化纤维相重叠时，继续重来以上步骤。作业场地气体要能自如畅通，禁止烟火。作业时必定要穿上维护安全的装配物件，一样也不容缺少。

黏贴碳纤维架构稳固技能与技巧属于一项全新的稳固技术，已然获得了比较大范围的使用，而且业已产生很大的经济利益；在混凝土架构的稳固工程里，碳纤维布关键是帮助钢筋的负力承担部分压力，也就是碳纤维布的重点之处在于提升整体架构部件的抵御拉伸强度，而且在其余的架构里面，碳纤维布较为优秀地发挥了增强抵抗拉伸超强度的效果。

[1] 李全林，刘松，徐晓波，等.碳纤维加固桥梁的设计与试验研究[J].交通科技，2006（01）.

[2] 李慧峰，熊旭光.碳纤维加固桥梁应用研究[J].公路，2003（02）.