桥梁碳纤维布加固(桥梁养护加固维修之粘贴碳纤维布技术)

Posted 2023-05-30

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桥梁碳纤维布加固(桥梁养护加固维修之粘贴碳纤维布技术)

碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固，该材料与配套浸渍胶共同使用成为碳纤维复合材料，可构成完整的碳纤维布片材增强体系，适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。

1. 材料选用

（1）根据中华人民共和国自家标准《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367-2006 )的相关规定，承重结构加固用的碳纤维，必须选用聚丙烯腈基(PAN基)12k 或12k 以下的小丝束纤维，严禁使用大丝束纤维。

（2）浸渍、粘结纤维复合材料的胶粘剂必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂，承重结构加固工程中不得使用不饱和聚酯树脂、醇酸树脂等千字浸渍、粘结胶粘剂。

碳纤维布及配套树脂粘结胶必须满足如下技术指标：

1）碳纤维布

项目	性能要求	试验方法标准
抗拉强度标准值ff，k（Mpa）	≥3400	GB/T 3354
受拉弹性模量Ef（Mpa）	≥2.4×105
伸长率(%)	≥1.7
弯曲长度ffb（Mpa）	≥700	GB/T 3356
层间剪切强度（Mpa）	≥45	GB 50367-2006附录D
仰贴条件下纤维复合材与混凝土正拉粘结强度（Mpa）	≥2.5，且为混凝土内聚破坏	GB 50367-2006附录E
单位面积质量（g/m2）	≤300	GB/T 9914.3

2）底胶

性能项目	性能要求	试验方法标准
钢-钢拉伸抗剪强度标准值(Mpa)	≥14	GB/T 7124
与混凝土的正拉粘结强度(Mpa)	≥2.5，且为混凝土内聚破坏	GB 50367-2006附录F
不挥发物含量（固体含量）（%）	≥99	GB/T 2793
混合后初黏度（23℃时）（mPa.s）	≤6000	GB/T 12007.4

3) 浸渍/粘结用胶

性能项目		性能要求	试验方法标准
胶体性能	抗拉强度(Mpa)	≥40	GB/T 2568
	受拉弹性模量（Mpa）	≥2500
	伸长率(%)	≥1.5
	抗弯强度（Mpa）	≥50，且破裂状）破坏	GB/T 2570
	抗压强度(Mpa)	≥70	GB/T 2569
粘结能力	钢-钢拉伸抗剪强度标准值(Mpa)	≥14	GB/T 7124
	钢-钢不均匀扯离强度（KN/m）	≥30	GJB 94
	与混凝土的正拉粘结强度（Mpa）	≥2.5，且为混凝土内聚破坏	GB 50367-2006附录F
不挥发物含量（固体含量）（%）		≥99	GB/T 2793

2.施工工艺

（1）认真阅读设计图纸进行放线定位以及各项施工准备工作。

（2）砼基面的处理

1）用钢丝轮角磨机清除砼表面的劣化层（剥离、蜂窝、浮浆、由于腐蚀或风化产生的水泥翻沫、覆模胶层、松散的砼碎屑、沥青等)，并用吹风机吹净，露出干净、结构坚实的表面。

2）对于砼胀裂、松散、钢筋锈蚀的现象，先凿除松散部分，对锈蚀钢筋进行手工除锈，然后采用环氧树脂作防腐处理，并用环氧胶泥作为整平材料填补平整。

3）对基面经过剔凿、处理锈蚀露筋可能有出现的急剧凹陷或构件缺损部位，用环氧树脂砂浆或碳纤维胶整平材料填补修复平整或圆滑顺畅过渡，以确保结构件表面平整美观。

4）对基面尖锐凸起的部分（硅构件交接部位、模板段差等)或凸起的转角部位用角磨机进行倒角处理，打磨至圆滑(R≥20mm) 。

5）清理掉基面上的粉尘、松散浮渣后，用清水清洗基面或用吹风机吹净，确保粘贴基面干净、无油污并充分干燥。

（3）涂底胶

1）根据标准用量，算出所涂布面积的底胶用量，视现场气温等实际情况，确保在适用期内一次用完，按底胶规定的比例把底胶主剂和固化剂置于配胶容器中，用电动挠拌器搅拌均匀。应注意(1)己配好的底胶如超过适用期后绝不能使用；(2)在底胶中严禁添加任何溶剂，含有溶剂的毛刷或被溶剂湿润了的容器、滚筒等工具在未干燥之前不得使用。

2）用滚筒刷或毛刷均匀、无遗漏地将底胶涂在需加固补强的砼表面，底胶涂布面边界应不小于所粘贴的碳纤维布大小。应注意:施工部位的温度应不低于5℃或高于40℃，相对湿度应小于70%，如遇雨天砼表面结雾或有水分，应用电吹风将潮湿部位表面处理至干燥后方可施工。

3）等底胶凝胶至指触干燥（视施工现场气温情况，一般需1小时左右)后，如发现表面有突起毛刺或胶瘤，应用砂布打磨光顺，注意不能将成胶层打磨穿。如有打磨穿的局部应重复操作以上步骤。

（4）修整找平层

1）底胶指触干燥后，若发现粘贴表面上有缺损、坑洼、凹陷拐角、模板接头处出现的高度差等情况，应用找平胶(用粘结胶如适量触变剂矿物填料调制成的腻子)进行多次刮填修补，保证模板接头处无明显高度差、缺损、坑洼平缓顺畅，凹陷拐角处填补成R≥20mm 的圆角过渡。整平材料的调制和使用注意事项与底胶相同。

2）等整平材料固化至指触干燥（视施工现场气温情况，一般需l小时左右）后，如发现整平部位表面有突起毛刺，应用砂布打磨光顺。

（5）粘贴碳纤维布

1）按设计要求的尺寸裁剪破纤维布。应注意：①碳纤维布的裁剪数量应保证能在当天用完；②碳纤维布一定要做好防潮处理，避免影响质量；③碳纤维布在运输、储存、裁剪和粘贴过程中应避免受到弯折，每天施工所用的裁剪好的碳纤维应妥善；④碳纤维布为导电材料，使用碳纤维时应尽量远离电气设备及电源。

2）根据粘结胶的标准用量，计算出所涂布面积的需用量，视现场气温等实际情况，确保在适用期内一次用完，按粘结胶使用说明规定的比例把粘结胶主剂和固化剂置于配胶容器中，用电动搅拌器搅拌均匀。

3）用滚刷或毛刷均匀、无遗漏地将粘结胶涂在选定的混凝土表面，粘结胶涂布面应不小于所粘贴的碳纤维布大小。

（6）涂刷表面防护胶

在粘贴碳纤维并形成复合材料凝胶固化后，在复合层表面采用毛刷和刮板均匀涂刷表面防护胶，形成防护层。

（7）表面涂装

根据业主要求采用丙烯酸装饰性涂料或水泥砂浆和107胶混合，涂刷于碳纤维表面，使其颜色达到装饰性效果或与混凝土颜色一致。