粘贴碳纤维布在桥梁裂缝处理中的应用

刘庆华

（新疆公路工程咨询公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 工程概况

五一队二桥位于巴克图-塔岔口S221线上，中心桩号为K65+233，桥梁全长21m，跨径布置为1—16m。上部构造为预应力混凝土上承简支空心板梁。

经现场检查发现，桥梁板底纵向裂缝较严重，台帽蜂窝麻面，铰缝泛碱腐蚀，防撞墙腐蚀麻面。采用的处理办法是对裂缝进行封缝注胶修补，以恢复其整体受力性能。

2 裂缝处理措施

裂缝处理流程为：FH—B8001多功能养护机清洗裂缝处理→检查裂缝宽度及走向→黏结注胶嘴→封缝→依次压力注胶→清除注胶嘴。

根据裂缝的宽度不同要选择不同的处理方法：如果裂缝宽度在0.15mm以下，使用裂缝封堵胶FH—EM对其进行封闭处理；如果裂缝宽度在0.15mm以上，使用裂缝胶FH—DD对其进行注胶处理。

通过采取裂缝修补，能有效防止诱发钢筋锈蚀的介质侵入，延长结构使用寿命。通过对混凝土补强，能有效保持结构、构件的完整性，恢复结构的使用功能，提高其防水、防渗能力，改善结构外观。

2.1 裂缝封闭处理

采用毛刷或胶辊粘胶将涂刷于要求裂缝封闭的混凝土表面，涂刷胶液成膜，涂刷应均匀、细密、重叠，保证涂刷胶液不流淌，如果流淌应即时补刷，胶液固化后胶膜均匀、密实封闭裂缝。涂刷胶液时，需沿裂缝走向进行涂刷，且涂刷宽度保持一致。图1所示为某裂缝封闭处理实照。

图1 裂缝封闭处理

2.2 裂缝注胶处理

根据规范要求，对于宽度大于0.15mm的裂缝或渗水裂缝采用裂缝胶注射修补法处理。具体做法是以一定的压力将裂缝胶FH—DD注入裂缝内，胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体，胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中，形成较宽的加固带，并能沿着钢筋走向渗透，保护钢筋，增加钢筋与混凝土的黏合力，起到修复裂缝、结构局部增强并提高耐久性的作用，有利于贯穿性裂缝和蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭，如图2所示。

图2 裂缝注浆处理

2.3 混凝土裂缝注胶步骤

对裂缝注胶前需要查清裂缝的长度、宽度、走向、贯穿及漏水情况，确定注射位置及注射间距。在确定注射的位置粘接注射端口，其间距在200～300mm，应特别注意涂抹黏结剂时防止堵塞注胶嘴端口。具体操作流程为：在裂缝的端部设置注胶嘴、在裂缝最大宽度处设置注胶嘴、在裂缝交叉处设置注胶嘴、注胶嘴间距控制在200～300mm。

2.4 涂抹封缝

使用封缝胶涂抹裂缝表面，厚约2mm，宽约25mm，封缝4～6h后才能进行下一道工序的施工。封缝要求与混凝土表面粘贴严密，同时表面光洁平滑，无裂隙、气孔，与注胶嘴连接成整体，采用封缝胶对注胶嘴周围密封。连接注胶管，水平孔从任意端开始，垂直孔从最低处开始，依次向另外一端，把注胶管连接到注胶嘴端口上，要保证所有未注胶的注胶嘴处于开启通气状态。注射裂缝胶，要保证所有未注胶胶嘴端口处于开启通气状态，确保注胶效果可靠。施工时从裂缝下端逐渐向上依次安装注胶嘴，胶枪内囊胶量不足时及时补充裂缝胶。每隔一个注入孔安置一个注胶嘴，当观察到前面胶嘴口有胶溢出时，堵住观察孔，再压5～10min。裂缝胶初凝后，拆除注胶胶嘴。注胶时，若封缝有漏胶，需马上用快干封缝胶重新封闭。

2.5 养护处理

在胶液固化前应当避免受水侵蚀，同时注缝胶应当具有瞬间固化的功能，可以不中断交通，最后再拆除注胶嘴。

3 粘贴碳纤维布施工技术

3.1 碳纤维布施工顺序

碳纤维布施工流程如下：施工准备→裂缝处理→混凝土表面处理→找平处理→涂刷底胶→配制浸渍胶→粘贴碳纤维布→质量检验与验收→表面防护处理。

施工设备包括FH—B8001桥隧多功能养护机、发电机、喷灯、滚筒、毛刷、塑料桶、台秤，钢尺。底胶配合比A∶B=2∶1，找平胶配合比A∶B=2∶1，浸渍胶配合比A∶B=2∶1。选用碳纤维布材Ⅰ级，碳纤维应与胶相适配。

3.2 混凝土表面处理

按设计要求对裂缝进行封闭灌缝处理，若粘贴表面不平整，则使用角磨机等电动工具将突出、不平整的表面磨平，将有纤维布包边的棱角磨成半径不小于20mm的圆滑弧形面。表面打磨后，再用强力吹风机将表面粉尘彻底清除，使表面保持干燥。

3.3 涂刷底胶

根据标准用量，按规定的比例把底胶主剂和固化剂置于配胶容器中搅拌均匀。已配好的底胶如超过使用期则决不能使用。在底胶中严禁添加任何溶剂。涂刷时用毛刷均匀、无遗漏地将底胶涂在需补强的混凝土表面，底胶涂布面边界应不小于所粘贴的碳纤维布大小。施工部位的温度应不低于5℃或高于40℃，相对湿度应小于70%，如遇雨天混凝土表面结雾或有水分，应将潮湿部位表面处理至干燥后方可施工。待底胶凝胶至指触干燥后，如发现表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺，注意不能将底胶层打磨穿。如有打磨穿的局部应重复操作步骤。

3.4 找平处理

配制找平胶后，混凝土表面凹陷、段差、起拱等部位用找平胶填补平顺，不能有棱角。找平胶涂刮后，用砂纸将表层凹凸糙纹打磨整平。待找平胶表面指触干燥后即可进入下一施工工序。

3.5 配置浸渍胶

配制浸渍胶时需要有专人按照配比和工艺搅拌均匀直到无气泡产生为止，期间注意防止灰尘等杂质混入。根据黏结树脂的标准用量计算出所涂布面积的总用量，视现场气温等实际情况，确保其在规定时间内一次用完。

3.6 粘贴碳纤维布（如图3所示）

（1）裁剪碳纤维布。碳纤维布的裁剪数量应保证能在当天用完，同时一定要做好碳纤维布的防潮处理，并且不得使用弯折碳纤维布。

（2）根据黏结胶的标准用量，按照使用说明的规定比例将黏结胶主剂和固化剂置于配胶容器中均匀搅拌。

（3）用毛刷将黏结胶均匀涂在选定的混凝土表面，黏结胶面积应不小于所粘贴的碳纤维布大小。

（4）在已涂好黏结胶的混凝土表面铺覆碳纤维布，碳纤维布的铺覆方向要符合设计要求，每一层中各张布之间的搭接应顺着纤维方向进行，搭接宽度应不小于20cm。

图3 粘贴碳纤维布

（5）用专用胶辊或刮板在碳纤维布上沿纤维方向施加压力并向一个方向或从中间向两个方向滚动碾压（不允许来回反复滚动），使树脂胶液充分浸入碳纤维布，形成复合材料，消除气泡和除去多余树脂，使碳纤维和底层充分黏结。严禁垂直于碳纤维方向滚动碾压施工，以免出现折丝、弯丝现象。

（6）养护处理。每道工序及时完工后，均应采取适当措施保证其不受污染或雨水侵袭。自然养护至达到设计要求需要3d左右。碳纤维布粘贴质量标准要求为：黏结胶要较好地浸润碳纤维布；碳纤维布与混凝土粘贴密实程度要达到100%；碳纤维布方向不发生弯曲，顺纤维方向搭接长度不小于20cm，各层之间的搭接部位不得位于同一条线上，必须错开至少50cm；碳纤维布规格、贴片位置、长度、宽度、纤维方向、层数应该符合设计规定。

3.7 粘贴碳纤维布施工验收要求

在粘贴碳纤维布施工过程中，施工单位必须有工艺工序质量检验单，每一道工序必须达到设计要求和规范要求，经现场监理检验合格后，方可进入下一步工序，未经检验合格的施工工序均不得进行下一步施工。应用小捶轻轻敲击或手压碳纤维布表面的方法来检查碳纤维布与混凝土结构之间的黏结质量，总有效黏结面积应达到100%。碳纤维布实际粘贴面积应不少于设计量，位置偏差应不大于10mm。所有产品都要有产品合格证、产品质量出厂检验报告，进口产品要有进口报关单，各项性能指标应符合国家技术规程要求。业主和监理单位可对碳纤维布和胶进行现场取样检验。碳纤维布加固混凝土结构黏结强度现场检测应符合规定。

4 结语

碳纤维布加固技术是利用化学黏结胶使高强碳纤维织物黏着于混凝土结构表面，从而达到加固补强目的。本文结合工程实例，详细地探讨了碳纤维布处理桥梁裂缝的施工工艺，对碳纤维布的施工程序进行了详细论述，为碳纤维布在桥梁裂缝处理中的应用提供了参考。

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[2]李定山.玉门公路管理段赤金桥1危桥加固中粘贴碳纤维布施工工艺浅谈[J].科技信息，2009（8）：26-29.

[3]张全文，张明刚，钟卫.碳纤维布加固技术在桥梁梁体中的应用[J].路基工程，2011（1）：23-24.