李智穎

(中煤招標(biāo)有限責(zé)任公司，北京100011)

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為適應(yīng)新情況下的需要，越來越多的建筑(構(gòu)筑)物需要進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)的加固。碳纖維加固技術(shù)與其他加固技術(shù)相比較具有施工周期短、施工方便、經(jīng)濟(jì)效益明顯等優(yōu)點，因此碳纖維加固技術(shù)也較多地應(yīng)用在鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)的加固中。在加固施工過程中，因種種原因，存在較多的問題，這些問題直接影響到碳纖維加固的質(zhì)量。為保證整個加固工程的質(zhì)量，就必須對這些問題進(jìn)行分析并采取防治措施。

1 碳纖維加固工程概述

粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑(建筑結(jié)構(gòu)膠)將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力，由此而達(dá)到對建筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。

碳纖維增強(qiáng)聚合物(Carbon Fibre Reinforced Poly－mer簡稱CFRP，也稱為碳纖維增強(qiáng)塑料)是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強(qiáng)度的碳纖維束而成的。碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等混凝土結(jié)構(gòu)，要求基層混凝土的強(qiáng)度等級不低于C15即可。碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝流程:混凝土結(jié)構(gòu)表面處理→配制并涂刷底層粘結(jié)劑→面層找平處理→粘貼樹脂的配制并侵潤碳纖維布→粘貼碳纖維布→表面防護(hù)。

2 碳纖維加固工程常見問題

在碳纖維加固施工的過程中，加固質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計及施工規(guī)范要求的情況比較常見，具體分析起來主要有以下方面原因。

(1)碳纖維布或建筑結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求;

(2)混凝土結(jié)構(gòu)表面打磨處理不符合規(guī)范要求;

(3)建筑結(jié)構(gòu)膠配比、攪拌等使用方法不符合建筑結(jié)構(gòu)膠使用要求，或粘貼碳纖維布時施工方法不符合施工規(guī)范要求;

(4)碳纖維布在被保護(hù)前受到破壞，或保護(hù)層受到破壞(或保護(hù)層裂縫)。

3 碳纖維加固工程常見問題防治方法

3.1 碳纖維布或建筑結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計要求的防治方法

(1)施工過程中為確保碳纖維布及建筑結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量達(dá)到設(shè)計和規(guī)范的要求，在施工前應(yīng)安排專業(yè)技術(shù)人員熟悉設(shè)計圖紙及相關(guān)加固施工規(guī)范，并根據(jù)圖紙設(shè)計要求提出碳纖維布及建筑結(jié)構(gòu)膠的材料計劃，材料計劃經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核后交材料人員采購，采購時材料人員必須嚴(yán)格按照圖紙設(shè)計的規(guī)格、型號，并選擇技術(shù)成熟、信譽(yù)好且隨產(chǎn)品提供質(zhì)量保證資料的廠家進(jìn)行采購。碳纖維布及建筑結(jié)構(gòu)膠在使用前應(yīng)選擇有資質(zhì)的實驗室取樣復(fù)試，當(dāng)其質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求時方可使用。

(2)在施工過程中應(yīng)采取保護(hù)措施，嚴(yán)格按照碳纖維布及建筑結(jié)構(gòu)膠的使用說明保護(hù)其不受污染或破壞，如遇到不合格或遭到破壞的碳纖維布和結(jié)構(gòu)膠，應(yīng)及時選擇合格的材料進(jìn)行更換。

3.2 混凝土結(jié)構(gòu)表面打磨處理不符合規(guī)范要求的防治方法

(1)結(jié)構(gòu)混凝土面處理時首先把疏松混凝土鑿掉，并把銹蝕的鋼筋用鋼絲刷刷掉被銹蝕層，然后用壓縮空氣將表面浮塵清除干凈。對于較大面積的劣質(zhì)層，在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)，并養(yǎng)護(hù)3 d。在該工序施工中一定要注意兩點，一是必須將疏松的混凝土剔鑿掉，否則會影響加固效果;二是必須待修補(bǔ)砂漿干燥后，再進(jìn)行下道工序的施工，否則也會影響加固質(zhì)量。

(2)針對未鑿部位但需加固處用混凝土角磨機(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。在該工序的施工中必須將老混凝土表面浮漿、油污等雜質(zhì)清理干凈，且打磨平整，否則易使碳纖維布與結(jié)構(gòu)面間形成隔離層，或有凸起和凹坑，造成碳纖維布粘結(jié)成空鼓或氣泡。

(3)待混凝土面剔鑿、修補(bǔ)、打磨完成后，用丙酮將需粘貼處清洗干凈。該工序施工時，也必須將混凝土表面的浮塵清洗干凈，否則也易造成碳纖維布粘結(jié)空鼓。

(4)針對因混凝土基層處理不好而引起的質(zhì)量問題，必須采取正確的處理方法，以保證處理后的加固質(zhì)量滿足設(shè)計及施工規(guī)范要求。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)膠使用方法不正確或粘貼方法不符合規(guī)范要求的防治方法

3.3.1 技術(shù)交底

在施工前現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙要求、施工規(guī)范要求及上述材料產(chǎn)品使用說明針對建筑結(jié)構(gòu)膠的使用方法及碳纖維布的粘貼方法編制技術(shù)交底，對施工人員進(jìn)行現(xiàn)場技術(shù)交底，使每個參與施工的人員熟悉掌握建筑結(jié)構(gòu)膠的使用方法及碳纖維布粘貼施工方法。

3.3.2 樣板先行

在大面積粘貼施工前，由技術(shù)人員指導(dǎo)，全體施工人員參加，選擇一個粘貼面積較小的構(gòu)件進(jìn)行現(xiàn)場粘貼試驗，待試驗結(jié)果合格且全體施工人員掌握施工方法后，再進(jìn)行大面積的粘貼施工。

3.3.3 建筑結(jié)構(gòu)膠配比、攪拌注意事項

(1)建筑結(jié)構(gòu)膠的甲乙兩組成份要嚴(yán)格按使用說明中要求的數(shù)量比例進(jìn)行配比，并按投放次序進(jìn)行投放攪拌。生產(chǎn)廠家的推薦配比，是以大量試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，施工中應(yīng)遵循此比例，誤差應(yīng)控制在3%以內(nèi)。超過規(guī)定的誤差，將對膠固化后的性能產(chǎn)生不利影響。

(2)結(jié)構(gòu)膠由幾十種原料組成，一般都加入防沉淀的材料，基本上解決了儲存一段時間后，結(jié)構(gòu)膠各組分沉淀不勻的現(xiàn)象。但每次配合前，應(yīng)用細(xì)棒將包裝桶內(nèi)的膠適當(dāng)攪拌，這對保證結(jié)構(gòu)膠拌和后粘貼效果是有益的。且應(yīng)注意A、B膠不能混用同一細(xì)棒。

(3)結(jié)構(gòu)膠攪拌時，應(yīng)攪拌均勻。雙組分結(jié)構(gòu)膠混合攪拌均勻非常的重要，結(jié)構(gòu)膠的黏度越大，攪拌時間應(yīng)越長，均不宜少于10 min。一些結(jié)構(gòu)膠A、B組分顏色反差大，容易大致判斷攪拌均勻與否，但不應(yīng)成為減少攪拌時間的理由。少量的配膠攪拌器可用光滑的細(xì)鋼筋，手工攪拌。大量的配膠攪拌器可由電錘和攪拌齒組成，攪拌齒可用電錘鉆頭端部焊接十字形φ14鋼筋制成。

(4)結(jié)構(gòu)膠攪拌時應(yīng)避免摻入其他雜物，否則會影響結(jié)構(gòu)膠的質(zhì)量。

3.3.4 粘貼注意事項

(1)碳纖維布一定要用粘貼結(jié)構(gòu)膠浸潤透，盡可能讓結(jié)構(gòu)膠充分滲入碳纖維單絲之間的空隙中，提高各單絲之間共同工作的性能。

(2)浸潤后的碳纖維布用手輕壓貼于需要的位置，用橡皮滾筒順纖維方向均勻平穩(wěn)壓實，使結(jié)構(gòu)膠從兩邊溢出，保證碳纖維布與結(jié)構(gòu)之間密實無空洞，或者有效粘貼面積不小于95%。待指觸干燥后，即可以進(jìn)行第二道碳纖維布的粘貼，方法同第一道。注意:碳纖維布的搭接長度一般為100 mm，端部用橫向碳纖維布固定。

(3)碳纖維片材沿其纖維方向折直角會導(dǎo)致應(yīng)力集中，影響其強(qiáng)度發(fā)揮。施工時將角部磨成圓角，可減緩應(yīng)力集中，碳纖維布的強(qiáng)度基本不受影響。

(4)粘貼施工時所用結(jié)構(gòu)膠自攪拌完成時應(yīng)在說明書規(guī)定的時間內(nèi)使用完，否則也會影響加固質(zhì)量。

3.4 碳纖維布在被保護(hù)前受到破壞，或保護(hù)層受到破壞(或出現(xiàn)裂縫)的防治方法

3.4.1 做好施工防護(hù)

在碳纖維布施工過程中，為保證已粘貼碳纖維布免受破壞，施工人員應(yīng)注意保護(hù)已粘貼的碳纖維布，防止其受到碰撞或污染。針對周圍施工環(huán)境復(fù)雜或污染源較多的狀況，應(yīng)在已施工部位的上方和四周搭設(shè)保護(hù)棚，以保證已施工完或正在施工的部位免受破壞。

3.4.2 保護(hù)層施工要點

為確保已粘貼的布外側(cè)砂漿保護(hù)層不裂縫，應(yīng)處理好以下幾點:

(1)在已粘貼碳纖維布表面撒沙時，應(yīng)選用不含泥塊、雜物的中粗砂。(2)粉刷砂漿保護(hù)層時應(yīng)保證結(jié)構(gòu)膠完全凝固和干燥。(3)在粉刷砂漿保護(hù)層前，用水適量將已粘貼的碳纖維布潤濕，粉刷完的砂漿保護(hù)層應(yīng)灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)束語

本文總結(jié)了在碳纖維布加固工程施工中容易發(fā)生的質(zhì)量問題，并提出了防治這些問題的一些方法和建議。針對這些問題，施工技術(shù)人員可以提前制定防治措施，以做到質(zhì)量問題的提前預(yù)防，保證碳纖維布加固工程的施工質(zhì)量。希望本文能對建筑加固施工企業(yè)在防治和提高碳纖維布加固施工質(zhì)量方面有所幫助。

［1］中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)．碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程［S］．2003

［2］趙彤，謝劍．碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)［M］．天津:天津大學(xué)出版社，2000

［3］吳剛，郭正興，張繼文．碳纖維復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)及施工要點［J］．建筑技術(shù)，2000，31(6)