馬 駿

(邢臺路橋建設(shè)總公司)

1 碳纖維材料的分析

1.1 碳纖維的性能

碳纖維的物理性能很強(qiáng)大，一般片材料碳纖維材料的拉伸強(qiáng)度在2 400 ～3 400 MPa 之間，這種高拉伸強(qiáng)度片材幾乎超出一般普通碳素鋼板拉伸強(qiáng)度十倍之多，碳纖維片材一般具有高模量，高強(qiáng)度，中等模量三種力學(xué)性能，不同力學(xué)性能的片材具有不同的彈性模量，雖然其中高模量碳纖維的彈性模量較高，但其本身也有其缺點(diǎn)，那就是其拉伸率也相對較低。另外，碳纖維片材的質(zhì)量比一般剛才要輕，這也給運(yùn)輸和施工帶來了巨大的便利，而且其本身化學(xué)性能穩(wěn)定，不容易受腐蝕，耐寒耐熱性都很好。

1.2 專用配套粘結(jié)材料

(1)底層涂料，它的主要作用是滲透混凝土表面，為以后的長久性粘結(jié)打下鋪墊;(2)油灰，填充混凝土表面的空隙并形成憑證表面以便碳纖維材料的使用。

要想使碳纖維與混凝土之間的粘貼更緊密牢固，對樹脂的本身性能要求也很高，其粘貼強(qiáng)度時(shí)整個(gè)維修過程的關(guān)鍵，因此必須要滿足其粘貼強(qiáng)度大于混凝土各項(xiàng)物理強(qiáng)度的要求。

2 現(xiàn)今碳纖維片材的處理方法

2.1 混凝土表面處理

混凝土表面那一層經(jīng)過交通工具的軋損和外界惡劣環(huán)境的風(fēng)蝕和腐蝕，受到損傷的同時(shí)也會劣化層(包括粉刷層的掉落，風(fēng)化，剝離的砂漿等)，只有用砂輪機(jī)先研磨掉這些劣化層再進(jìn)行相應(yīng)的清潔處理，水洗并干燥后，才能進(jìn)行接下來的粘貼工作。

2.2 斷截面的修復(fù)

這些壞掉的斷面層同樣也要去除表面的腐蝕，剝落等，如若混凝土里面的鋼筋露出來，還要做好保護(hù)里面鋼筋不被腐蝕的措施，在做好清潔措施后，在考慮運(yùn)用同剛度的環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行此處斷面的修復(fù)工作，一般斷面是小的裂縫，可以對已進(jìn)行灌入環(huán)氧樹脂，此種情況下，同時(shí)還要注意裂縫是否有漏水情況，如有漏水，應(yīng)在修復(fù)之前對漏水先進(jìn)行處理。

2.3 混凝土表面的維護(hù)

混凝土表面在長時(shí)間的使用，由于重物的軋損和路面之間的受力擠壓，會出現(xiàn)高出原來表面的突起和低于表面的坑洼，此時(shí)的表面損傷已經(jīng)過大，只有及時(shí)修護(hù)，才能保證表面不會出現(xiàn)更大面積的損害，同時(shí)也是為了保證路面車輛通行的方便。此種情況下，一般凸起的表面可以使用切割機(jī)或者砂輪切割打磨，使其平整，而凹下去的部分我們通常灌以環(huán)氧樹脂等，在填補(bǔ)時(shí)還要注意對凹處是修整，通常是將轉(zhuǎn)角處打磨成半徑為20 mm 的凸角即可。

2.4 底層涂料

在上面我們已經(jīng)介紹了底層涂料的用途，但是它的使用，其實(shí)也有嚴(yán)格的環(huán)境要求，通常氣溫過低(一般是低于5 ℃)，下雨或者RH 值大于95%就不能使用，在使用時(shí)還要保證現(xiàn)場施工空氣流暢，不可點(diǎn)火，此外，施工人員自身必須做好防護(hù)措施，口罩，護(hù)目鏡和橡皮手套是不可少的。

2.5 碳纖維材料的粘貼

在使用碳纖維材料粘貼時(shí)，其本身尺寸一般規(guī)定為長度在2 m 以內(nèi)，由于其保管比較麻煩，一般都是用多少剪多少，以避免材料的浪費(fèi)，施工面底漆一般可以直接用手來確認(rèn)其干燥程度，同時(shí)在施工超過一星期之后，用砂輪加以磨平。

2.6 碳纖維材料的使用和處理

涂好環(huán)氧樹脂后，就可以粘貼碳纖維材料了，注意粘貼時(shí)碳纖維長的以便要留有10 cm 的搭接長度，以毛刷滾輪或者橡皮掛到沿貼好的碳纖維材料表面推平，保證兩個(gè)接觸表面之間不會出現(xiàn)空氣氣泡，以免降低施工質(zhì)量。出現(xiàn)多層碳纖維粘貼的時(shí)候，只要按照上述步驟即可。

3 碳纖維材料在橋梁施工方面的應(yīng)用

(1)碳纖維材料的優(yōu)點(diǎn)在于質(zhì)量輕，維修時(shí)不需要設(shè)備，夠方便，同時(shí)對施工地正常工作的影響夠小，因此這種新技術(shù)就成為了公路路面加固的主要幫手，這樣在橋下的高空作業(yè)和公路橋梁上這種碳纖維材料的技術(shù)應(yīng)用就有了廣泛的應(yīng)用了。

(2)一般公路上使用過久的混凝土的維修還要注意方法，我們一般使用綜合法，即按照現(xiàn)場環(huán)境的要求和相應(yīng)的技術(shù)檢測的反映，以一種加固方式為主，其他方法為輔進(jìn)行維修，而碳纖維材料的技術(shù)就相應(yīng)了這一要求，以粘貼碳纖維為主，配以配套環(huán)氧樹脂進(jìn)行灌封為輔。

(3)由于我國在該項(xiàng)技術(shù)上的發(fā)展較歐洲國家的晚，因此在此類產(chǎn)品上距其他國家還有差距，因此我國所用的材料進(jìn)口居多，這就大大提高了施工成本，因此在這方面的技術(shù)運(yùn)用一般是以加固為主，以便增強(qiáng)施工的利潤和效益。

(4)在對技術(shù)的運(yùn)用基礎(chǔ)上，我國通過對其他國家該項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)的吸收，編制了碳纖維技術(shù)的指導(dǎo)手冊，這就為我國技術(shù)人員在這方面的工作帶來了極大的方便，同時(shí)也是對這方面知識的系統(tǒng)化和專業(yè)化。在此基礎(chǔ)上，我國研究人員根據(jù)自身道路的特點(diǎn)和環(huán)境的因素對這項(xiàng)技術(shù)在我國的實(shí)施和應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，為這項(xiàng)技術(shù)在我國的全面應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

4 總 結(jié)

根據(jù)以上的分析，探究碳纖維材料的性能，及在我國橋梁領(lǐng)域方面的應(yīng)用，根據(jù)其優(yōu)越的性能特點(diǎn)，使其終將會成為橋梁施工道路上的領(lǐng)軍人物，而其目前在該領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

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