摘要：本文重點(diǎn)介紹碳纖維材料(CFRP)在長(zhǎng)春輕軌U型墻工程維修補(bǔ)強(qiáng)施工方案和技術(shù)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：U型墻砼；碳纖維材料；維修補(bǔ)強(qiáng)；應(yīng)用

1工程概況

長(zhǎng)春輕軌衛(wèi)星廣場(chǎng)U型墻工程于2006年就已經(jīng)竣工，但是由于U墻過(guò)薄以及U墻外側(cè)回填土未夯實(shí)，冬季凍脹等原因引起了墻體裂縫和傾斜，在側(cè)墻上距底板1.43m處有1～3mm寬度不等的縱向裂縫，長(zhǎng)58.5m。2007年5月份進(jìn)行了碳纖維布加固墻體的施工。施工的方案為在U型槽墻體底板以上1米處至向上4米范圍粘貼碳纖維布，進(jìn)行加固處理。通過(guò)碳纖維布的加固施工，來(lái)增加墻體的混凝土抗拉強(qiáng)度，以滿足墻體安全。

2碳纖維材料(CFRP) 維修補(bǔ)強(qiáng)工藝技術(shù)

2.1材料

碳纖維材料(CFRP)具有極高的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，是以高純度的聚丙烯腈（PAN）為原料經(jīng)過(guò)高溫碳化等特殊工藝加工成極細(xì)的纖維絲，使一定量纖維的表面積增大很多，更利于加強(qiáng)與樹(shù)脂膠的結(jié)合。本工程加固材料采用日本東麗公司進(jìn)口的FTS－C1－30型碳纖維布及配套膠種，包括底層膠、不平整修補(bǔ)材料及粘貼樹(shù)脂。產(chǎn)品種類以及性能見(jiàn)表。

2.2施工工藝

工藝流程為：施工準(zhǔn)備工作→卸荷→表面處理→涂刷底膠→找平處理→粘貼碳纖維布→表面保護(hù)。

3 施工方法

3.1施工準(zhǔn)備

施工之前要認(rèn)真的審閱設(shè)計(jì)施工圖紙，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)和被加固構(gòu)件混凝土的實(shí)際情況，擬定合理可行的施工方案和施工計(jì)劃。材料、機(jī)具等方面要做好施工前的準(zhǔn)備工作。

3.2卸荷

加固前應(yīng)對(duì)所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。

3.3表面處理

3.3.1混凝土表層出現(xiàn)夾渣、疏松、剝落、空鼓、蜂窩、麻面、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除，對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。對(duì)較大的孔洞、凹陷、露筋等部位，在清洗干凈后，應(yīng)采用粘結(jié)能力強(qiáng)的修復(fù)材料進(jìn)行修補(bǔ)。

3.3.2裂縫部位應(yīng)首先進(jìn)行灌縫或封閉處理。

3.3.3用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面，轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧曲率半徑不應(yīng)小于20mm。

3.3.4用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

3.4 涂刷底膠(FP膠)

按膠粘劑生產(chǎn)廠家提供的工藝條件配制底膠。按比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌，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。一般情況下1h內(nèi)用完。

用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后(固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn))再進(jìn)行下一工序施工。一般固化時(shí)間為2～3d。

3.5 找平處理

3.5.1混凝土表面凹陷部位應(yīng)用FE膠填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用修補(bǔ)膠填補(bǔ)，盡量減小高度差。3.5.2轉(zhuǎn)角處也應(yīng)用修補(bǔ)膠修補(bǔ)成光滑的圓弧，曲率半徑不小于20mm。

3.6涂刷結(jié)構(gòu)膠（FR膠）并粘貼碳纖維布。

3.6.1按設(shè)計(jì)要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長(zhǎng)度一般應(yīng)在3m之內(nèi)。3.6.2按生產(chǎn)廠家提供的工藝條件進(jìn)行調(diào)配、攪拌粘貼材料FR膠(使用方法與底膠FP相同)，然后均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。3.6.3粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙，將碳纖維布用手輕輕壓貼于需粘貼的位置，采用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，擠除氣泡，并使FR膠充分浸透碳纖維布；滾壓時(shí)注意不能損害碳纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)行下一層的粘貼。3. 6.4在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹FR膠。3.6.5碳纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定。

3.7保護(hù)

需要做表面防護(hù)時(shí)，按有關(guān)規(guī)定處理，比如在加固后的碳纖維布表面采取抹灰或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。

4 質(zhì)量要求

國(guó)外一些國(guó)家已有了較完善的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，我國(guó)在2003年5月頒布了《中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)--碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，2007年8月進(jìn)行了修訂。碳纖維片材施工一切都應(yīng)遵守《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。

4.1工程驗(yàn)收時(shí)必須有碳纖維布及其配套膠生產(chǎn)廠家所提供的材料檢驗(yàn)證明。

4.2每一道工序結(jié)束后均應(yīng)按工藝要求進(jìn)行檢查，并做好相關(guān)的驗(yàn)收記錄，如出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)立即返工。

4.3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，以回音判斷粘結(jié)效果。如出現(xiàn)空鼓等粘貼不密實(shí)的現(xiàn)象，應(yīng)采用針管注膠(FR)的方法進(jìn)行補(bǔ)救。粘結(jié)面積若少于90％則判定粘結(jié)無(wú)效，需重新施工。

4.4對(duì)于碳纖維布粘貼面積在1000㎡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。

4.5大面積粘貼前需做樣板，待有關(guān)方面驗(yàn)證后，再大面積施工。為確保碳纖維布與混凝土間的粘結(jié)質(zhì)量，基底處理必須嚴(yán)格按下列要求執(zhí)行：先檢查要加固的部位本身是否有空鼓現(xiàn)象，再進(jìn)行表面檢查，最后對(duì)不符合要求的部位采取相應(yīng)的措施。

4.6嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度和濕度。施工溫度在5～35℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度不大于70％。

結(jié)語(yǔ)。長(zhǎng)春輕軌U型墻砼維修補(bǔ)強(qiáng)工程受場(chǎng)地和工期的制約，選擇碳纖維加固是合理安全的，同時(shí)更能保證質(zhì)量。如果采用其他方法，比如植筋補(bǔ)強(qiáng)，那么完成58.5m米長(zhǎng)的裂縫則需要40天左右的時(shí)間，不但費(fèi)用大，而且工期長(zhǎng)。采用了碳纖維后三天就將58.5m米長(zhǎng)的裂縫處理完畢。很大程度的減少勞動(dòng)強(qiáng)度，大大的縮短了工期，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[2]CECS146:2003碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范