浅谈碳纤维在校舍加固工程中的应用

文章编号：2095-6835（2016）07-0134-01

摘 要：国务院在汶川地震后对江苏省校舍安全工程给予了高度重视，并明确下达了总体目标，即以重点设防类抗战设防标准为基点，在全省范围内展开综合防灾建设，全面加固中小学校舍，使之满足各类自然灾害的防灾避险要求，从而切实保障中小学生的人身安全。因此，阐述了房建结构加固过程中碳纤维布的重要作用，并详细介绍了碳纤维布的特点及其在补强加固中的施工要点、技术特点和适用范围等。

关键词：碳纤维布；碳增强复合材料；碳纤维片材；钢筋混凝土

中图分类号：TU375 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.134

1 碳纤维材料的基本特性

碳纤维片材为碳增强复合材料在补强加固过程中所运用的基本材料。这类材料是集中类型纤维的统称，分为用环氧树脂浸渍固化的碳纤维布、单向排列成束的连续碳纤维和未经树脂浸渍固化的碳纤维布。在需要补强加固的钢筋混凝土构件表面粘贴适宜的片材或树脂浸渍树脂，一段时间后树脂会固化，从而使原构件实现补强加固。

1.1 碳纤维片材

在拉伸强度方面，片材具有一定的优越性，其拉伸强度远远高于普通碳素钢板。 根据力学性能，可将碳纤维片材划分为高强度、高模量和中等模量三类。其中，高模量片材的弹性性能较好，不过这类片材的伸长率较低。从化学结构的角度可看出，碳纤维片材不仅质量较轻，且化学稳定性较好。此外，传统钢材易受到化学物质的腐蚀，而碳纤维片材克服了这一缺点，不仅具有耐腐蚀性，且耐热性和耐寒性较好。

1.2 配套树脂类黏结材料

底层涂料、油灰、黏结树脂或浸渍树脂共同构成了混凝土结构加固修补配套树脂系统。其中，底层涂料是整个修补过程的基础，能够促进黏结；油灰为碳纤维片材作用的发挥奠定了基础，可填充混凝土表面的孔隙；黏结树脂主要用于碳纤维板的粘贴，浸渍树脂则运用在碳纤维布的粘贴中。

2 碳纤维加固补强的施工流程

碳纤维加固补强的施工流程分为以下6步：①在处理基底前确定粘贴碳纤维的范围。为了确保结构的紧密性，需要清理碳化层部分，修复砼构件表面的破损和残缺，并有效处理外露钢筋的锈蚀问题；利用环氧树脂修补裂缝，如果缝宽>0.2 mm，则应进行灌缝处理，如果缝宽<0.2 mm，则应进行涂刷密封处理；合理处理棱角，运用磨光机打磨，使表面凸出的部分平顺、光滑；进一步处理构件表面，使其清洁、干燥。②用底层涂料涂刷底层。按比例称量底层涂料的固化剂与主剂，并在容器中搅拌，调和量不宜过大；用砂纸打磨固化后构件表面的凸起部分。此外，砼表面含水率>8%、有结露可能、相对湿度高于85、气温低于5℃时应停止施工。③运用环氧腻子修补构件。用环氧腻子填平并修复构件表面的凹陷部位和内角。④粘贴碳纤维片。避免碳纤维片在储存、运输、裁切和粘贴过程中发生弯折，纤维片的长度应以6 m为标准，并用壁纸刀和钢直尺裁剪；在横向上无需搭接，碳纤维接头应以10 m为标准；完成下涂环节，即在合理掺配树脂固化剂与主剂后涂刷均匀；在贴片过程中应对碳纤维片进行适当的滚压，从而确保压出空气和树脂的渗入。⑤养护。完成上述阶段后，需要进行初期固化，并在初期固化中开展24 h不受干扰的自然养护。⑥涂装。完成树脂固化后，应进行色彩和耐火涂层的涂刷，并进行构件表面的补强加固。

3 碳纤维（片材）加固处理的要点

本文主要叙述碳纤维加固处理的几个要点。在加固前，必须处理梁板，并在完成卸载和支顶后依次进行下列工序：①处理混凝土表面。在清除了构件表面裂化的混凝土后，使混凝土的结构层裸露出来。②利用环氧树脂进行封闭和灌缝处理。值得一提的是，钢筋保护层的厚度必须严格按照标准设置，且必须进行打磨处理，并清除结构表面的凸起部分，确保构件表面清洁、干燥、平整。如果碳纤维的粘贴有特殊的转角要求，则应进行倒角处理，将转角打磨至圆弧形状。③对底层树脂进行涂刷处理。运用专用滚筒刷在混凝土表面均匀涂抹底层树脂，确保树脂表面干燥后方可继续施工。④找平处理。该阶段需要充分运用找平材料有效填补混凝土表面的凹陷，从而确保混凝土表面不存在菱角。⑤碳纤维片材的粘贴。在需要粘贴的部位按比例涂抹浸渍树脂，并利用橡胶滚筒进行滚压处理，确保纤维内的所有气泡被压缩排出，但在滚压过程中，应确保碳纤维布不受损伤和被浸渍树脂浸透；重复上述工序，下一层的粘贴必须在纤维表面干燥的情况下进行，如果干燥时间>1 h，则应在12 h后涂刷下一层。

参考文献

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作者简介：刘雪君（1974—），女，大专，助理工程师，项目经理，主要从事化工建筑方面的研究。

〔编辑：张思楠〕