段加超，夏勇，姜七英

（馬鞍山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心，安徽 馬鞍山 243000）

1 工程概況

馬鞍山檢測中心大樓，建于2004年，主體為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，混凝土強(qiáng)度等級為C30。2012年底，因單位業(yè)務(wù)發(fā)展需要，現(xiàn)需對原二樓部分新增加一層，考慮到不能改變原有結(jié)構(gòu)的使用功能，經(jīng)設(shè)計復(fù)核驗算，對該二樓原部分結(jié)構(gòu)采用碳纖維進(jìn)行加固處理。

2 設(shè)計材料性能要求

2.1 碳纖維材質(zhì)

彈性模量為2.3×105MPa，延伸率1.7%，單位面積質(zhì)量為300g/cm2。

2.2 粘結(jié)樹脂

A級膠，正拉伸粘結(jié)強(qiáng)度為2.5MPa，且應(yīng)與所使用的碳纖維進(jìn)行適應(yīng)性試驗。

3 施工流程及質(zhì)量控制

3.1 施工流程

施工準(zhǔn)備→表面處理→涂刷底層樹脂→找平處理→粘貼碳纖維片材→表面防護(hù)

3.2 施工準(zhǔn)備階段的技術(shù)要求

所選用的碳纖維片材為南京曼卡特科技有限公司生產(chǎn)的，單位面積質(zhì)量為300g，為聚丙烯腈基(PAN基)12k小絲束纖維，底膠、修補(bǔ)膠和碳纖維浸漬膠均為同廠生產(chǎn)，其中浸漬膠為A級膠，以上原材料均提供了出廠檢驗合格證和檢測機(jī)構(gòu)的檢測報告。原材料進(jìn)場后，在監(jiān)理單位見證下抽樣，送至安徽省建筑工程質(zhì)量第二監(jiān)督檢測站進(jìn)行了性能檢驗，檢測結(jié)果滿足GB50367-2006的要求，因此可用于工程施工。

3.3 表面處理的技術(shù)要點

碳纖維材料本身的抗剪切能力較差，而且只有和混凝土充分粘合后在整體作用下才能充分發(fā)揮其較強(qiáng)的抗拉性能。因此，表面處理的質(zhì)量是碳纖維加固質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)，必須加以嚴(yán)格控制。

首先清理梁板粉刷層至混凝土界面，對于混凝土的缺陷應(yīng)加以處理，然后根據(jù)設(shè)計圖紙彈線，確定粘貼位置，彈線尺寸應(yīng)比設(shè)計尺寸每邊增加1cm，在粘貼位置處采用磨光器具將混凝土表面打磨平整，對于有陽角的位置，進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm；然后將混凝土表面清理干凈并保持干燥后，方可進(jìn)行下一道工序。

3.4 涂刷底層樹脂的技術(shù)要點

涂刷底層樹脂時，要保證環(huán)境的溫度和混凝土表面的清潔干燥，環(huán)境溫度宜在5℃以上，混凝土表面含水率不宜大于4%。當(dāng)滿足以上條件后，按照產(chǎn)品施工說明書進(jìn)行底層膠配置，絕不允許以添加溶劑或稀釋劑的方法來改變其粘度，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)予以廢棄處理，已刷部位予以返工。在碳纖維布的拐角部位多涂一些，當(dāng)?shù)讓幽z“指干”（即指觸感干燥）后，再用磨平機(jī)將凸起部位磨平，再重刷一遍。

3.5 粘貼碳纖維布的技術(shù)要點

碳纖維布粘貼之前，應(yīng)先按設(shè)計圖紙要求對粘貼位置進(jìn)行精確放線。然后根據(jù)相應(yīng)尺寸裁剪碳纖維，裁好的碳纖維應(yīng)避免折疊，對于原件已有折痕，應(yīng)將該部位裁去。

碳纖維施工時，應(yīng)保證環(huán)境溫度，宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行粘貼施工，若環(huán)境溫度低于5℃時，應(yīng)停止施工或采取相應(yīng)的升溫措施。待底膠“指干”時，應(yīng)及時涂刷浸漬膠粘貼碳纖維布，若未能及時粘貼纖維材料，則應(yīng)等待12h后粘貼，為保證粘貼質(zhì)量，應(yīng)用細(xì)軟羊毛刷或潔凈面紗團(tuán)沾工業(yè)丙酮對表面新落的粉塵進(jìn)行清除。然后將配制好的浸漬膠均勻涂抹于所要粘貼的部位，將裁好的碳纖維布按彈線位置敷在上面，要保持織物充分展平，不得有褶皺。對于碳纖維布沿受力方向有搭接時，搭接長度不應(yīng)小于100mm。對于多層碳纖維加固時，其搭接位置應(yīng)相互錯開，然后用滾筒對已貼好纖維的面上多次滾壓，使液體充分浸漬纖維，并使織物的鋪層均勻壓實，無氣泡發(fā)生，如發(fā)現(xiàn)氣泡應(yīng)及時用針頭排氣。對于粘貼多層纖維布時，應(yīng)在纖維布表面的浸漬膠液達(dá)到指干狀態(tài)時粘貼下一層，直至纖維鋪設(shè)完畢。在碳纖維鋪設(shè)完畢后，尚應(yīng)在其表面均勻涂刷一道浸漬膠。

3.6 表面防護(hù)技術(shù)要點

碳纖維加固完畢后，尚應(yīng)對其進(jìn)行防護(hù)，但由于碳纖維和普通材料的粘結(jié)性較差，使用普通的砂漿粉刷容易出現(xiàn)空鼓脫落等現(xiàn)象，本工程采用環(huán)氧樹脂砂漿粉刷，效果很好，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)有空鼓現(xiàn)象。此外，也可以采用在涂刷面膠的時候邊涂刷邊灑一層中粗干凈砂粒層，待完全固化后再粉刷砂漿保護(hù)層。

4 質(zhì)量驗收

由于碳纖維加固本身具有隱蔽性質(zhì)，因此應(yīng)加強(qiáng)施工過程的驗收。其驗收主要從以下三方面進(jìn)行控制：

①基層的驗收，保證粘貼碳纖維的位置應(yīng)磨至混凝土結(jié)構(gòu)層，并做到表面平整清潔干燥，倒角光滑；

②碳纖維粘貼質(zhì)量的驗收，可以通過錘敲發(fā)現(xiàn)有無空鼓，規(guī)范規(guī)定滿貼率應(yīng)大于95%，且不允許出現(xiàn)大于200cm2的空鼓，若發(fā)現(xiàn)空鼓可采用針管注膠予以解決，空鼓驗收合格，尚需對粘結(jié)質(zhì)量進(jìn)行粘結(jié)強(qiáng)度試驗，確保滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求；

③防護(hù)層的驗收，可以通過錘擊查其有無空鼓。

5 碳纖維加固須注意的事項

①碳纖維片材為導(dǎo)電材料，因此，在施工過程中應(yīng)遠(yuǎn)離電器設(shè)備及電源。

②碳纖維施工中，應(yīng)保持加固區(qū)域環(huán)境的清潔衛(wèi)生，避免微塵飄落在結(jié)構(gòu)表面，影響碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量。

③碳纖維施工中所使用的膠會對環(huán)境產(chǎn)生污染，對勞動者身體健康會有傷害，因此，應(yīng)保持通風(fēng)和加強(qiáng)對勞動者的防護(hù)。

④碳纖維材料遇火后，力學(xué)性能會發(fā)生顯著降低。因此，在使用過程中應(yīng)嚴(yán)禁煙火。

6 結(jié) 語

因碳纖維材料自身具有自重輕、抗拉承載力極高、加固方便易操作且不需增加構(gòu)件的截面尺寸，因此不會改變原有建筑的使用功能和美學(xué)觀感，特別適用于改造工程的加固。只要把握好其在施工過程中的各個環(huán)節(jié)的控制，確保加固的質(zhì)量，必將給我們的加固工程帶來更多方便。

[1] GB50367-2006，混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2006.

[2] CECS146：2003,碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國計劃出版社,2006.

[3] GB50550-2010,建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010.