碳纖維加固橋梁技術應用

劉 帥，李 融

（1.杭州市城市建設基礎工程有限公司，浙江 杭州 310004；2.浙江泛華工程監理有限公司，浙江 杭州 310000）

從19世紀70年代末開始，西方國家開展纖維加強復合原料在土木工程運用探究的項目，擁有很好的比強性與比剛性、優良的抗侵蝕性的纖維加強復合材料業已大量被運用于混凝土架構的黏貼穩固工程，組成了纖維加強復合原料補強穩固已存在的橋梁的創新技能，而在這里數碳纖維加強復合原料的運用最為頻繁。混凝土大橋架構的黏貼碳纖維板技能技巧在穩固橋梁過程里擁有不阻礙交通，并施工期間短，使用人員少的特點。因此，此項技術屬于21世紀全新的橋梁的發展朝向之一。

1 碳纖維原料的基礎性質

碳纖維加強復合原料補強穩固所應用的基礎原料是強度值高抑或彈性力高的模量的不會中斷的碳纖維，一個共同的排列方式組成束，將環氧樹脂泡浸穩固后的碳纖維板抑或沒有通過樹脂泡浸穩固后的碳纖維布，總體被歸類為碳纖維材料。把其擺置于用專業調配的黏貼樹脂抑或泡浸樹脂黏貼于橋梁混凝土架構亟待補強穩固的部分的表層，樹脂硬化以后和原有的部件組成全新的承受組合體，一起工作。

1.1 碳纖維片材

此種原料的拉伸度上下限之間相差1000MPa，和一般的碳素鋼塊拉伸的擴張度比較，片材的伸展強度極高。片材碳纖維原料的彈性強度與其力學的性質相異，碳纖維片材按照力學性質可以劃分為模量高、強度值高與模量處于中等位置的3個種類。我們知道，其高模量的材料的彈性強度會高一些，然而其伸展率稍微低些。比較而言，碳纖維片材的密度低于鋼原料很多，表明碳纖維片材質量較輕。碳纖維的原子結構穩固，自身不會被酸堿鹽與其他種類化學物質的侵蝕，可以很好地抵抗嚴寒抑或是炎熱。

1.2 相對應的樹脂類黏貼原料

混凝土架構穩固修理相配樹脂體系包含最下層涂料，以便滲入混凝土表層，推進黏連且組成長時期的永久界面的基本；油灰，用其填實全部的表層孔隙且變成整齊表層才可以應用碳纖維片材；浸泡樹脂抑或黏連樹脂，第一個用在碳纖維布黏貼時，第二個用在碳纖維板黏貼時。浸泡樹脂抑或黏連樹脂乃是把碳纖維塊著附于混凝土部件表層且和其密切地黏連在一塊兒組成完整工作的切入口，所以，樹脂與混凝塊的黏貼可靠性遠大于混凝土的伸展實力與剪切實力。在道路混凝土大橋使用碳纖維材料穩固技能技巧來講，環氧樹脂處于各自相異的作業溫度下穩固性能有非常關鍵的作用，由于此關系到黏貼作業的質素和怎樣盡力削減橋上日常交通被打斷的時間。運用配備的環氧樹脂原料，在混凝土作業表層為10～40℃的溫度下，黏貼環氧樹脂穩固時段大概需要15h甚至更多，然而黏貼后就能夠被用上的時段為45min以上，配備的環氧樹脂原料的這個功能乃是全部的適用于混凝土大橋的穩固作業的。

2 黏貼碳纖維片材穩固的作業技能技巧

2.1 表層處理

混凝土表層的劣質層，比如經過風化、剝落的砂石、粉刷表面、污染物等，一定要將其置于砂輪機里除掉而且要打磨。再使用氣體噴泵、砂輪機和刷子把需補強領域的塵埃與松落部件清除，拿水沖洗后，一定要讓它經過絕對的干燥。

2.2 裂面修補

把混凝土表層的劣質部位，比如松落、空隙、蜂巢、侵蝕等除去。假如出現鋼筋露出來的情況，一定要把抗腐蝕工作做好，再用強度相當抑或是比其大的環氧樹脂砂石原料修整。斷裂面用環氧樹脂注入。斷面抑或清除部位出現漏水的情況時，要首先把防水、輸水工作做好。

2.3 表層休整

表層平面凸顯出來的部位，用切割器械抑或砂輪機把它鏟掉再讓它變得平整。凹下來的部位，用環氧樹脂將其灌注補平。轉彎的地方要打磨到凸角的曲率半徑為20mm，甚至更大，凹下來的角就用樹脂砂石漿液來填充。

2.4 最下層的涂料

溫度位于5℃以下，下雨時，不要進行作業工作。作業環境的氣溫、適度認定以后，選擇適合的最下層涂料。當作業場地氣體非常流通，禁止煙火。作業時一定要穿戴維護裝備，包含口罩、保護眼鏡與塑膠手套。

2.5 如何黏貼碳纖維貼片

碳纖維片塊事先用剪子、刀具據所規定的尺寸規模裁剪。根據所用的量剪裁尺度處于2m之內為最佳。為預防保存時間里的破壞，裁剪的數目只要剪要用到的數目。作業面底層漆的干燥認定能夠使用指量來認定。底層油漆作業超出一個禮拜時，要用砂輪機來打磨至平整。把環氧樹脂的主要原料與硬化原料按照所設計的比例倒在調和桶里，利用電力攪拌器械，讓它們能夠勻稱地混淆。每次的混合量應控制在要被用上的作業量，超出可被利用的時段的原料，不能夠拿來用。環氧樹脂用毛刷大輪均勻涂上，涂在底層油漆上面。涂布量應根據作業面的表層粗細程度而不同，轉彎部位需多涂。強化纖維黏貼在樹脂涂層上之后，用毛刷大輪與刮刀往纖維的朝向使勁壓平，讓樹脂滲透且要消除氣泡，纖維朝向的連接長度最少需留10cm，短向就不需留了。黏貼后擺置0.5h，假如纖維出現浮上來抑或是掉線，用毛刷大輪或是刮刀軋平修整。雙層之上的強化纖維相重疊時，繼續重來以上步驟。作業場地氣體要能自如暢通，禁止煙火。作業時必定要穿上維護安全的裝配物件，一樣也不容缺少。

黏貼碳纖維架構穩固技能與技巧屬于一項全新的穩固技術，已然獲得了比較大范圍的使用，而且業已產生很大的經濟利益；在混凝土架構的穩固工程里，碳纖維布關鍵是幫助鋼筋的負力承擔部分壓力，也就是碳纖維布的重點之處在于提升整體架構部件的抵御拉伸強度，而且在其余的架構里面，碳纖維布較為優秀地發揮了增強抵抗拉伸超強度的效果。

[1] 李全林，劉松，徐曉波，等.碳纖維加固橋梁的設計與試驗研究[J].交通科技，2006（01）.

[2] 李慧峰，熊旭光.碳纖維加固橋梁應用研究[J].公路，2003（02）.