碳纤维加固技术在桥梁裂缝维修中的应用分析

叶义春

(贵州桥梁建设集团有限责任公司，贵州 贵阳 550000)

1 碳纤维加固技术特点分析

第一，施工流程更加简单。将碳纤维加固技术应用到桥梁裂缝处理中，无需使用大型施工机械设备，就能够顺利完成修补施工。碳纤维材料具有良好的柔韧性，施工人员可结合具体施工需求，有序的进行裁剪，操作比较方便，施工效率较高。

第二，应用性能较好。碳纤维材料具有较为稳定的化学性质，不会和酸、碱物质发生反应，所以，在桥梁裂缝维修当中，通过运用碳纤维加固技术，能够减少腐蚀现象的发生，降低桥梁工程的维修费用。

第三，热膨胀系数比较小。碳纤维材料制作工艺较为特殊，碳纤维材料热膨胀系数特别小，其纤维方向热膨胀系数，可以满足施工规范标准要求，此种优势是其他材料无法超越的，能够显著提升桥梁的稳固性。

第四，强度比较高。碳纤维强度能够得到3 400 MPa，抗拉强度远超钢材，而且其弹性模量和钢材较为接近。所以，在桥梁裂缝加固施工当中，采用碳纤维材料，进行有效的加固，可以进一步提高桥梁结构的整体性，提升桥梁结构的承载力。

2 桥梁工程裂缝维修过程中碳纤维加固技术的具体运用

2.1 项目概况

某公路桥梁工程运营时间较长，最近几年以来，该地区的道路交通量迅猛增长，桥梁工程的桥面铺装层与板底位置出现较多裂缝。该桥梁工程上部结构为钢筋混凝土空心板结构，下部采取桩柱式桥墩。

2.2 清理钢筋混凝土构件表面

在此桥梁工程中，其裂缝位置重点集中在桥面铺装层与梁底部位，根据桥梁构件的损坏情况，以及桥梁工程施工要求，施工单位决定采用环氧树脂与碳纤维布进行加固维修。在碳纤维加固施工方案中，要求施工人员在空心板的底部铺设碳纤维布，然后在碳纤维布接头位置，粘贴碳纤维压布条。

如果桥梁构件表层出现较大缺陷，施工人员需要将疏松部位有效清理，将裸露钢筋实施防锈处理，并妥善处理混凝土表面裂缝，如果混凝土构件裂缝宽度小于0.2 mm，则可以采取环氧树脂进行抹平处理，若裂缝宽度超过0.2 mm，则可以使用环氧树脂进行填充修补。

2.3 基层处理要点

(1)施工人员需要使用强度等级比桥梁构件小的砂浆进行有效修补，将混凝土构件表面彻底清理，在混凝土构件加固位置，还要进行打磨，打磨处理结束后，对混凝土构件表层进行二次清理，进而更好的提升碳纤维粘贴质量。

(2)涂抹适量的底层界面剂，将桥梁混凝土构件表层涂抹适量的TP环氧树脂，待环氧树脂渗入混凝土构件内部后，和混凝土构件形成整体，施工人员要及时涂抹界面剂。

2.4 修补混凝土构件残缺部位

在桥梁裂缝修补环节，若涂抹完底层界面剂之后，桥梁混凝土构件表面仍然存在残缺，施工人员需要采用TE型环氧腻子进行二次修补。修补结束之后，需要使用砂纸，将桥梁混凝土构件表层的细小颗粒进行打磨处理，保持桥梁混凝土构件表面干净、整洁、光滑。

2.5 碳纤维粘贴

在粘贴碳纤维的过程之中，施工人员要使用专门的粘贴工具。为了保证碳纤维布能够完全的浸透，在粘贴之前，要在碳纤维布上面均匀、充分的涂抹树脂胶，然后将其粘贴到已经涂抹完毕的混凝土构件上，碳纤维和树脂间不能出现气泡。施工人员可以顺着纤维方向，对碳纤维布进行有效的挤压，将气泡挤出，保证树脂可以更好的渗入到碳纤维当中。

2.6 保护胶的涂刷与养护

第一，保护胶涂刷过程当中，施工人员要重点检查树脂和碳纤维间是否存在气泡，确定无气泡之后，还要在碳纤维上部涂抹浸渍树脂，涂抹厚度不宜小于1.0 mm，不宜超过2.0 mm。

第二，做好养护工作。碳纤维材料粘贴结束后，施工人员可以采用自然养护方法进行养护，通常来讲，养护时间不宜少于1 h，不宜超过2 h，为碳纤维提供良好的固化时间，减小外界对其固化产生的不利影响，进一步提升碳纤维的固化质量。

2.7 碳纤维加固施工注意事项

第一，碳纤维片材属于导电材料，在实际施工期间，施工人员要远离电源，包括各类电器设备，采用科学的防护措施。

第二，碳纤维材料配套使用的树脂原料，需要通风保存，远离火源，禁止阳光直射。配置粘结剂所使用的各项原材料，均需要密封保存。

第三，在桥梁裂缝加固期间，施工人员要穿工作服，戴好防护口罩，采取良好的保护措施。

第四，各项材料进入到工程施工场地后，施工单位还要对其性能进行有效检验，包括碳纤维材料与胶结材料质量满足规定标准要求，各项材料均具备出厂合格证明，满足桥梁工程裂缝加固施工要求。碳纤维材料在运输与保存过程当中，禁止受到挤压，防止碳纤维材料破损，胶结材料需要放在阴凉位置，密封保存。

第五，碳纤维施工要按照相应的施工流程进行，各个施工工序结束后，有专业的技术人员进行检查，每道工序检查合格后，方可进入下道工序的施工。

第六，在涂抹底层涂料的过程当中，施工人员要涂刷均匀，避免出现漏涂现象，禁止在大风或者恶劣环境下进行施工，如果涂料当中添加了溶剂进行稀释，要求施工人员在规定的时间之内使用完毕。如果桥梁裂缝加固施工温度低于7摄氏度，施工环境相对湿度小于85.0%，而且混凝土表面含水率小于8.0%，没有出现结露现象，施工人员需要采用改性环氧树脂进行施工。

第七，如果桥梁裂缝的宽度超过0.2 mm，呈现独立贯通裂缝，施工人员需要采取压力灌注结构胶的施工方法进行施工，顺着结构受拉的方向，或者与裂缝垂直方向，有序的粘贴碳纤维，在补强结构上部，形成新复合体，提升桥梁混凝土结构的抗裂性能。

3 结束语

综上所述，通过对桥梁工程裂缝维修过程中碳纤维加固技术的具体运用进行合理性的分析，例如清理钢筋混凝土构件表面、基层处理要点、修补混凝土构件残缺部位、碳纤维粘贴、保护胶的涂刷与养护等等，可以保证碳纤维加固技术在桥梁裂缝维修中得到更好运用。在此桥梁裂缝维修施工中，通过采取上述措施，能够有效提高桥梁裂缝维修质量，故能够给相关人员提供良好借鉴。