呂海

（廣深珠高速公路有限公司，廣東 東莞 523925）

隨著我省市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，早期已建成并通車(chē)營(yíng)運(yùn)多年的部分橋梁，目前都在擔(dān)負(fù)著沉重的交通荷載和繁重的交通量。由于橋梁工作條件及營(yíng)運(yùn)環(huán)境的特殊性，部分橋梁在通車(chē)營(yíng)運(yùn)后，便逐漸顯現(xiàn)出一些早期病害，如混凝土開(kāi)裂、風(fēng)化露筋、鋼筋銹蝕等嚴(yán)重病害。在眾多的病害類(lèi)型中，結(jié)構(gòu)裂縫是最為常見(jiàn)的一種。由于其存在，往往與結(jié)構(gòu)受力有著直接的聯(lián)系，直接關(guān)系到橋梁的安全營(yíng)動(dòng)粗，故人們往往對(duì)此不敢掉對(duì)輕心，急需對(duì)相關(guān)病害進(jìn)行加固處理。由于碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新興的、技術(shù)含量高的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固方法。碳纖維布的強(qiáng)度一般為建筑用鋼材的十幾倍，彈性模數(shù)與建筑鋼材在同一水平上并略有提高，是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)加固用材料，具有高強(qiáng)高效，材質(zhì)薄，重量輕，施工便捷，耐久耐腐蝕性好等特點(diǎn)，與原有的其它加固方法比較，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)此，粘貼碳纖維布加固技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前在橋梁加固領(lǐng)域最主要的加固技術(shù)之一。為更好地處理由于上述原因而此起的裂縫問(wèn)題，本文將對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫眾多處治方案中的碳纖維方案進(jìn)行深入闡述，以便為廣大內(nèi)業(yè)人士共同參考借鑒學(xué)習(xí)。

1 碳纖維加固技術(shù)的工作原理、特點(diǎn)及優(yōu)越性

碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，是利用專(zhuān)門(mén)配制的粘結(jié)劑將碳纖維片粘貼在混凝土構(gòu)件需補(bǔ)強(qiáng)加固部位表面，使混凝土與碳纖維片形成一體，共同工作的加固修補(bǔ)方式。碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)越力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度是普通Ⅱ級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度的10倍以上，彈模也與鋼材相當(dāng)；碳纖維材料不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因而用碳纖維材料加固后的鋼筋混凝土構(gòu)件具有良好的耐腐蝕性及耐久性，適合于沿海地區(qū)空氣濕度大，鹽堿含量較高的特點(diǎn)；碳纖維的單位體積重量?jī)H為鋼材的l/4 左右，制成板狀后，其厚度僅為1.4mm 左右，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和改變截面外形。由于碳纖維布是一種柔性材料，而且可以任意裁剪，可以有效的封閉混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀，很適合于加固橋涵蓋板這類(lèi)施工面較小的工程；施工簡(jiǎn)便、工序簡(jiǎn)單，由于其自重較輕，可用小型電動(dòng)工具操作，操作空間要求較寬松。不像傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法需要眾多工種、大量勞力及大型施工設(shè)備，可以在傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法施工的有限作業(yè)空間內(nèi)實(shí)施。

2 主要工藝施工流程

橋涵蓋板加固工程的施工日期要安排在雨季前或雨季后，以減少雨水對(duì)工程的影響。其施工工序?yàn)槭┕?zhǔn)備、混凝土表面處理、配置、涂刷底膠、配置找平膠并找平面層、粘貼碳纖維片材、保護(hù)。

施工準(zhǔn)備：認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)實(shí)際情況擬定施工計(jì)劃，備齊施工所需的各種材料及機(jī)具；混凝土表面處理：清除橋涵蓋板底面剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。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)，將混凝土面層打磨平整，尤其把表面的凸起部位磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥20mm)。用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

配置、涂刷底膠：按主劑:固化劑=2:1 的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。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后再進(jìn)行下一工序施工。一般固化時(shí)間為2～3d。

配置找平膠（FE 膠）并找平面層混凝土蓋板表面凹陷部位用FE 膠填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用FE 膠填補(bǔ)，轉(zhuǎn)角處用FE 膠修補(bǔ)成光滑的圓弧，半徑不小于10mm。

粘貼碳纖維片材：按尺寸裁剪碳纖維布，調(diào)配、攪拌粘貼碳纖維材料的加固專(zhuān)用膠（FR 膠），攪拌至色澤均勻，然后用滾筒刷均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些，在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙，將碳纖維布拉緊展平并鋪在涂有FR 膠基面上，用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使FR 膠充分浸透碳纖維。碳纖維沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維固定。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥進(jìn)行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維的表面均勻涂抹FR 膠。其厚度為1～2 mm。

保護(hù)在加固后的碳纖維表面噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。

3 碳纖維布施工注意事項(xiàng)

3.1 碳布為導(dǎo)電材料，施工時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離電氣設(shè)備及電源，或采取有效可靠的防護(hù)措施。

3.2 按照設(shè)計(jì)尺寸裁剪碳布，尺寸一定要精確，誤差在10mm 范圍之內(nèi)，且嚴(yán)禁折疊，以防碳布折斷。

3.3 碳布配套樹(shù)脂浸漬膠的應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源,避免陽(yáng)光直接照射，樹(shù)脂浸漬膠的配制場(chǎng)所，應(yīng)保持通風(fēng)良好，無(wú)灰塵。配制碳布膠時(shí)，其配合比嚴(yán)格按廠家的說(shuō)明書(shū)配制，攪拌2 分鐘，熟化2 分鐘后方能使用，拌好的膠液應(yīng)色澤均勻，無(wú)氣泡。

3.4 檢查所有的修補(bǔ)區(qū)域，如有孔隙、氣泡及脫層等現(xiàn)象，必須用可靠的方法進(jìn)行修復(fù)。碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法來(lái)判斷，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)少于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積小于100cm2時(shí)，可采用針管注膠的方式進(jìn)行補(bǔ)救。當(dāng)碳纖維布的脫層面積大于100cm2時(shí)，宜將空鼓處的碳纖維布切除，重新搭接粘上等厚的碳纖維布。

3.5 施貼碳纖維材料時(shí)須符合下述條件：碳纖維材料應(yīng)按規(guī)定裁切；氣溫、空氣濕度、構(gòu)件表面含水率等符合要求；底層涂料及膩?zhàn)舆_(dá)到指觸干燥（樹(shù)脂表面達(dá)到固化硬結(jié)）；粘結(jié)樹(shù)脂的類(lèi)型與施工時(shí)的氣溫適合，主劑和固化劑、固化促進(jìn)劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱(chēng)量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。

4 安全注意事項(xiàng)

4.1 必須仔細(xì)閱讀關(guān)于所使用材料的安全信息資料。

4.2 在對(duì)所使用材料的使用、保管和管理方法進(jìn)行充分確認(rèn)的基礎(chǔ)上再進(jìn)行施工。

4.3 整理和配合好腳手架通道和其它作業(yè)環(huán)境。另外，根據(jù)作業(yè)種類(lèi)穿戴保護(hù)口罩、保護(hù)眼罩、保護(hù)手套和安全帶等勞動(dòng)保護(hù)用品。使用有機(jī)溶劑或樹(shù)脂浸漬膠時(shí)，如果是在封閉空間內(nèi)作業(yè)，要充分注意換氣。按照相關(guān)法規(guī)，必須根據(jù)需要用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制換氣。特別注意因吸入有機(jī)溶劑或環(huán)氧樹(shù)脂而引起的事故。

4.4 底膠、找平材料、樹(shù)脂浸漬膠一般是環(huán)氧樹(shù)脂，但根據(jù)發(fā)生的情況有給人體帶來(lái)有害影響的可能性，需要按情況采取以下應(yīng)急措施：如果進(jìn)入眼睛：用大量的水沖洗15分鐘，并立即接受醫(yī)生的診斷治療。如果粘在皮膚上：需立即用肥皂和大量的水進(jìn)行徹底的清洗。

4.5 如果吸入有害氣體時(shí)：呼吸新鮮空氣。如果呼吸有困難，應(yīng)該立即接受醫(yī)生的診斷治療，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂容易過(guò)敏的人員，不能讓其直接接觸環(huán)氧樹(shù)脂。

4.6 因?yàn)樘妓乩w維有導(dǎo)電性，飛揚(yáng)起來(lái)的碳素纖維可能會(huì)引發(fā)電動(dòng)設(shè)備短路，所以設(shè)備的開(kāi)關(guān)部分要用橡膠膠帶密封，以防止纖維粘接在連接導(dǎo)線上。

結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，由于碳纖維具有重量輕、綜合性能好等特點(diǎn)，因此,該項(xiàng)技術(shù)目前已在國(guó)內(nèi)的橋涵加固領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,具有重要的社會(huì)意義.采用碳纖維加固橋涵裂縫目前已經(jīng)成為了一種眾所周知的,并且簡(jiǎn)便輕捷的一種優(yōu)選方案。

[1]鄧宇.碳纖維布加固鋼筋鋼纖維混凝土梁的試驗(yàn)研究[D].鄭州大學(xué),2005.