趙越 蘇志松

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu);梁結(jié)構(gòu);碳纖維;加固;施工工藝

隨著社會發(fā)展，建筑物的使用功能也在隨著人們的使用要求而發(fā)生變化，因為建筑物的使用功能改變，導(dǎo)致原有結(jié)構(gòu)設(shè)計承載力不足，需要對于結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。而部分建筑物的梁體承載力因為混凝土碳化、堿骨料反應(yīng)、介質(zhì)侵蝕等原因，在長時間使用之后，梁體承載力和耐受力下降，也同樣需要進(jìn)行加固。而碳纖維作為一種新型材料，在混凝土結(jié)構(gòu)梁的加固中具有眾多優(yōu)勢，如重量輕、空間占用量小、承載力好等[1]。因此，碳纖維成為了一種主要的加固材料。本文主要對于碳纖維加固應(yīng)用在混凝土結(jié)構(gòu)梁中的施工工藝。

1碳纖維加固施工工藝流程

加固過程是一個非常復(fù)雜的流程，需要施工人員經(jīng)過層層施工，采可以達(dá)到良好的加固效果。下圖一所示為碳纖維加固施工工藝流程。

在開始加固之前，施工人員需要充分熟悉施工圖紙，并詳細(xì)檢查進(jìn)場材料的產(chǎn)品合格證和質(zhì)檢報告等材料，不合格材料禁止進(jìn)入施工現(xiàn)場。準(zhǔn)備好相關(guān)的機具、工具，現(xiàn)場測量混凝土結(jié)構(gòu)梁的幾何尺寸、初步定位放線、剪裁碳纖維布（嚴(yán)禁折疊，如果碳纖維布原件已經(jīng)出現(xiàn)折痕，需要將折痕部分去除）。根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，制定具體詳細(xì)的施工方案，根據(jù)程序報批處理。

1.2處理加固部位

基面加固部位混凝土表面如果存在劣化混凝土的話，首先需要清楚劣化層，經(jīng)過打磨之后使用原混凝土強度較大或等同的環(huán)氧樹脂砂漿材料來修復(fù)表面。例如，當(dāng)加固部位存在局部裂縫的情況下，需要將裂縫采取灌縫處理或是封閉處理。在加固部分凝土表面使用鋼絲刷進(jìn)行打毛，去除粉塵，沖洗干凈，等到混凝土基面完全干燥之后，使用脫脂棉擦二甲基酮。

1.3涂刷底膠

在配制底膠時，在施工現(xiàn)場根據(jù)廠家說明書進(jìn)行配制。在配置過程中，充分?jǐn)嚢?，避免混合不均。使用滾筒刷將底膠均勻涂抹在混凝土梁表面，禁止擅自更改底膠工序。底膠完全干燥之后，如果表面有突起，應(yīng)再次用細(xì)砂紙磨光，并應(yīng)重刷一遍。涂抹底膠后，保持干燥，直到完全干燥采能夠繼續(xù)下一步。如果碳纖維布無法及時粘貼，請等待12小時后再粘貼。粘貼前，細(xì)軟羊毛刷或潔凈棉砂團沾工業(yè) 丙酮擦拭一遍，以清除污垢和灰塵。如果使用不帶底膠的碳纖維膠，應(yīng)檢查產(chǎn)品名稱、型號和操作手冊。碳纖維膠經(jīng)監(jiān)理人確認(rèn)后可免涂底膠[2]。

1.4找平修復(fù)處理

基礎(chǔ)修補找平膠需要在施工現(xiàn)場配制，并且配置過程中需要嚴(yán)格根據(jù)生產(chǎn)商提供的使用說明書進(jìn)行。配置基礎(chǔ)修補找平膠的材料通常分為 A、B 兩種，其成分為改性環(huán)氧樹脂，一半需要經(jīng)過毒性檢驗。

1.5制備結(jié)構(gòu)膠粘劑

在完成上述工序后，可在施工現(xiàn)場配制混凝土結(jié)構(gòu)梁膠粘劑。環(huán)氧樹脂制劑的主要成分為a和B兩種主要成分為改性環(huán)氧樹脂，產(chǎn)品通過毒性試驗。混合料的比例應(yīng)嚴(yán)格按照制造商提供的說明制備。

1.6粘貼碳纖維布

嗎將制備好的碳纖維浸漬、粘貼專用膠均勻均勻地涂在粘接部位，將裁剪好的碳纖維布按照放線位置敷在涂好碳纖維膠的表面，碳纖維布應(yīng)完全平整，無褶皺。用專用滾筒沿纖維方向多次滾動，使膠液完全浸入纖維布中，使碳纖維布層致密均勻，無氣泡。粘貼多層碳纖維時，當(dāng)膠水溶液達(dá)到完全干燥狀態(tài)時，立即粘貼下一層。如果延遲時間超過1小時，則應(yīng)在12小時后粘貼下一層纖維材料，但粘貼前應(yīng)再次清除碳纖維布粘合表面的灰塵。粘貼最后一層碳纖維布后，在其表面均勻涂抹一層碳纖維浸漬、粘貼專用膠。

1.7涂刷防腐漆

將碳纖維材料粘合后，會發(fā)現(xiàn)粘合過程中出現(xiàn)一定縫隙，所以需要對表層涂刷一層防腐材料，以此來保護(hù)碳纖維材料，避免產(chǎn)生縫隙和其余材料對其進(jìn)行腐蝕[3]。

2碳纖維加固施工要點

2.1原材料控制

碳纖維布及其配套的碳纖維粘合劑、底膠和結(jié)構(gòu)修補粘合劑應(yīng)根據(jù)項目的實際情況一次進(jìn)場，任何材料都需要選擇具有良好資質(zhì)和信譽的品牌。進(jìn)入現(xiàn)場時，檢查產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品交付質(zhì)量控制報告、中文標(biāo)志和包裝完整性。提供、取樣并重新測試碳纖維織物、膠水、底膠和修補膠，只能在檢測合格之后使用。應(yīng)觀察、取樣和重新測試碳纖維布的對抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值、單位面積質(zhì)量、極限伸長率、K 數(shù)指標(biāo)、彈性模量。 碳纖維膠必須對于眾多指標(biāo)進(jìn)行見證取樣和復(fù)試，包括與混凝土正拉粘結(jié)強度、鋼拉伸抗剪強度、抗沖擊剝離能力、初黏度或觸變指數(shù)、耐濕熱老化性能等。拆除并清潔碳纖維膠和碳纖維模板，完成吊洞后，可將水排至結(jié)構(gòu)面以上5cm處，最終收集可在48小時后進(jìn)行。確認(rèn)無泄漏痕跡后，三方驗收移交工作面開展下一步施工。一般來說，在沒有泄漏痕跡的情況下測試結(jié)構(gòu)水可以在很大程度上確保建筑物的防水性，但在后續(xù)工程中仍可能發(fā)生泄漏。主要原因是設(shè)計水試驗沒有嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，一些微裂縫隨著時間的推移而增加，施工過程中產(chǎn)品過載或保護(hù)不足，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞。因此，施工用水試驗完成后，在下一道施工工序中要注意對成品的保護(hù)。建筑表面（如鋪路磚）施工后，應(yīng)再次進(jìn)行閉水試驗，以確保將潛在泄漏降至最低[4]。

2.2溫度控制

施工人員在對于混凝土結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行碳纖維加固的過程中，必須要保證整個施工環(huán)境具有適宜的溫度，施工溫度需要控制在5—40℃之間。如果超出或是低于這一溫度的范圍之外，需要根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的升溫或降溫措施。另外，在實際施工過程中，注意建立和完善施工現(xiàn)場的施工安全體系，保障施工現(xiàn)場人員的安全，提高混凝土結(jié)構(gòu)梁工程的質(zhì)量。

2.3材料保管

碳纖維材料及其配套粘合工具應(yīng)存放在干燥、無陽光的地方，并保持良好的通風(fēng)。在保存過程中，因為碳纖維的導(dǎo)電性，所以還需要做好防火防潮工作，避免出現(xiàn)腐蝕等不良情況。

總結(jié)

綜上所述，在混凝土結(jié)構(gòu)梁中，碳纖維加固技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高梁的穩(wěn)定性和強度，防止混凝土結(jié)構(gòu)梁變形。在其施工過程中會有很多因素影響碳纖維加固技術(shù)的實施。因此，應(yīng)合理控制施工過程，確保施工過程的科學(xué)性。碳纖維是一種新型的加固材料，它可以相應(yīng)地改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，對未來混凝土結(jié)構(gòu)梁加固技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展起到一定的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳浚源. 碳纖維布加固技術(shù)在國外水電站廠房混凝土結(jié)構(gòu)吊車梁的應(yīng)用[J]. 散裝水泥，2021（5）：75-77，83.

[2] 徐肖華. 碳纖維加固橋梁混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（17）：1375-1376.

[3] 周朝陽，祁璞，趙軍，等. 碳纖維布兜貼鋼板抗彎加固鋼筋混凝土梁探索性試驗[J]. 四川建筑科學(xué)研究，2021，47（5）：40-45.

[4] 何芳，武博，許小海，等. 碳纖維網(wǎng)格加固混凝土梁制備及其抗折性能研究[J]. 天津大學(xué)學(xué)報，2020，53（11）：1197-1203.