碳纖維加固技術(shù)在橋梁裂縫維修中的應(yīng)用分析

葉義春

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

1 碳纖維加固技術(shù)特點(diǎn)分析

第一，施工流程更加簡(jiǎn)單。將碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用到橋梁裂縫處理中，無(wú)需使用大型施工機(jī)械設(shè)備，就能夠順利完成修補(bǔ)施工。碳纖維材料具有良好的柔韌性，施工人員可結(jié)合具體施工需求，有序的進(jìn)行裁剪，操作比較方便，施工效率較高。

第二，應(yīng)用性能較好。碳纖維材料具有較為穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，不會(huì)和酸、堿物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以，在橋梁裂縫維修當(dāng)中，通過(guò)運(yùn)用碳纖維加固技術(shù)，能夠減少腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，降低橋梁工程的維修費(fèi)用。

第三，熱膨脹系數(shù)比較小。碳纖維材料制作工藝較為特殊，碳纖維材料熱膨脹系數(shù)特別小，其纖維方向熱膨脹系數(shù)，可以滿足施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，此種優(yōu)勢(shì)是其他材料無(wú)法超越的，能夠顯著提升橋梁的穩(wěn)固性。

第四，強(qiáng)度比較高。碳纖維強(qiáng)度能夠得到3 400 MPa，抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)超鋼材，而且其彈性模量和鋼材較為接近。所以，在橋梁裂縫加固施工當(dāng)中，采用碳纖維材料，進(jìn)行有效的加固，可以進(jìn)一步提高橋梁結(jié)構(gòu)的整體性，提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載力。

2 橋梁工程裂縫維修過(guò)程中碳纖維加固技術(shù)的具體運(yùn)用

2.1 項(xiàng)目概況

某公路橋梁工程運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng)，最近幾年以來(lái)，該地區(qū)的道路交通量迅猛增長(zhǎng)，橋梁工程的橋面鋪裝層與板底位置出現(xiàn)較多裂縫。該橋梁工程上部結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土空心板結(jié)構(gòu)，下部采取樁柱式橋墩。

2.2 清理鋼筋混凝土構(gòu)件表面

在此橋梁工程中，其裂縫位置重點(diǎn)集中在橋面鋪裝層與梁底部位，根據(jù)橋梁構(gòu)件的損壞情況，以及橋梁工程施工要求，施工單位決定采用環(huán)氧樹脂與碳纖維布進(jìn)行加固維修。在碳纖維加固施工方案中，要求施工人員在空心板的底部鋪設(shè)碳纖維布，然后在碳纖維布接頭位置，粘貼碳纖維壓布條。

如果橋梁構(gòu)件表層出現(xiàn)較大缺陷，施工人員需要將疏松部位有效清理，將裸露鋼筋實(shí)施防銹處理，并妥善處理混凝土表面裂縫，如果混凝土構(gòu)件裂縫寬度小于0.2 mm，則可以采取環(huán)氧樹脂進(jìn)行抹平處理，若裂縫寬度超過(guò)0.2 mm，則可以使用環(huán)氧樹脂進(jìn)行填充修補(bǔ)。

2.3 基層處理要點(diǎn)

(1)施工人員需要使用強(qiáng)度等級(jí)比橋梁構(gòu)件小的砂漿進(jìn)行有效修補(bǔ)，將混凝土構(gòu)件表面徹底清理，在混凝土構(gòu)件加固位置，還要進(jìn)行打磨，打磨處理結(jié)束后，對(duì)混凝土構(gòu)件表層進(jìn)行二次清理，進(jìn)而更好的提升碳纖維粘貼質(zhì)量。

(2)涂抹適量的底層界面劑，將橋梁混凝土構(gòu)件表層涂抹適量的TP環(huán)氧樹脂，待環(huán)氧樹脂滲入混凝土構(gòu)件內(nèi)部后，和混凝土構(gòu)件形成整體，施工人員要及時(shí)涂抹界面劑。

2.4 修補(bǔ)混凝土構(gòu)件殘缺部位

在橋梁裂縫修補(bǔ)環(huán)節(jié)，若涂抹完底層界面劑之后，橋梁混凝土構(gòu)件表面仍然存在殘缺，施工人員需要采用TE型環(huán)氧膩?zhàn)舆M(jìn)行二次修補(bǔ)。修補(bǔ)結(jié)束之后，需要使用砂紙，將橋梁混凝土構(gòu)件表層的細(xì)小顆粒進(jìn)行打磨處理，保持橋梁混凝土構(gòu)件表面干凈、整潔、光滑。

2.5 碳纖維粘貼

在粘貼碳纖維的過(guò)程之中，施工人員要使用專門的粘貼工具。為了保證碳纖維布能夠完全的浸透，在粘貼之前，要在碳纖維布上面均勻、充分的涂抹樹脂膠，然后將其粘貼到已經(jīng)涂抹完畢的混凝土構(gòu)件上，碳纖維和樹脂間不能出現(xiàn)氣泡。施工人員可以順著纖維方向，對(duì)碳纖維布進(jìn)行有效的擠壓，將氣泡擠出，保證樹脂可以更好的滲入到碳纖維當(dāng)中。

2.6 保護(hù)膠的涂刷與養(yǎng)護(hù)

第一，保護(hù)膠涂刷過(guò)程當(dāng)中，施工人員要重點(diǎn)檢查樹脂和碳纖維間是否存在氣泡，確定無(wú)氣泡之后，還要在碳纖維上部涂抹浸漬樹脂，涂抹厚度不宜小于1.0 mm，不宜超過(guò)2.0 mm。

第二，做好養(yǎng)護(hù)工作。碳纖維材料粘貼結(jié)束后，施工人員可以采用自然養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通常來(lái)講，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于1 h，不宜超過(guò)2 h，為碳纖維提供良好的固化時(shí)間，減小外界對(duì)其固化產(chǎn)生的不利影響，進(jìn)一步提升碳纖維的固化質(zhì)量。

2.7 碳纖維加固施工注意事項(xiàng)

第一，碳纖維片材屬于導(dǎo)電材料，在實(shí)際施工期間，施工人員要遠(yuǎn)離電源，包括各類電器設(shè)備，采用科學(xué)的防護(hù)措施。

第二，碳纖維材料配套使用的樹脂原料，需要通風(fēng)保存，遠(yuǎn)離火源，禁止陽(yáng)光直射。配置粘結(jié)劑所使用的各項(xiàng)原材料，均需要密封保存。

第三，在橋梁裂縫加固期間，施工人員要穿工作服，戴好防護(hù)口罩，采取良好的保護(hù)措施。

第四，各項(xiàng)材料進(jìn)入到工程施工場(chǎng)地后，施工單位還要對(duì)其性能進(jìn)行有效檢驗(yàn)，包括碳纖維材料與膠結(jié)材料質(zhì)量滿足規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，各項(xiàng)材料均具備出廠合格證明，滿足橋梁工程裂縫加固施工要求。碳纖維材料在運(yùn)輸與保存過(guò)程當(dāng)中，禁止受到擠壓，防止碳纖維材料破損，膠結(jié)材料需要放在陰涼位置，密封保存。

第五，碳纖維施工要按照相應(yīng)的施工流程進(jìn)行，各個(gè)施工工序結(jié)束后，有專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行檢查，每道工序檢查合格后，方可進(jìn)入下道工序的施工。

第六，在涂抹底層涂料的過(guò)程當(dāng)中，施工人員要涂刷均勻，避免出現(xiàn)漏涂現(xiàn)象，禁止在大風(fēng)或者惡劣環(huán)境下進(jìn)行施工，如果涂料當(dāng)中添加了溶劑進(jìn)行稀釋，要求施工人員在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)使用完畢。如果橋梁裂縫加固施工溫度低于7攝氏度，施工環(huán)境相對(duì)濕度小于85.0%，而且混凝土表面含水率小于8.0%，沒有出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，施工人員需要采用改性環(huán)氧樹脂進(jìn)行施工。

第七，如果橋梁裂縫的寬度超過(guò)0.2 mm，呈現(xiàn)獨(dú)立貫通裂縫，施工人員需要采取壓力灌注結(jié)構(gòu)膠的施工方法進(jìn)行施工，順著結(jié)構(gòu)受拉的方向，或者與裂縫垂直方向，有序的粘貼碳纖維，在補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)上部，形成新復(fù)合體，提升橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)橋梁工程裂縫維修過(guò)程中碳纖維加固技術(shù)的具體運(yùn)用進(jìn)行合理性的分析，例如清理鋼筋混凝土構(gòu)件表面、基層處理要點(diǎn)、修補(bǔ)混凝土構(gòu)件殘缺部位、碳纖維粘貼、保護(hù)膠的涂刷與養(yǎng)護(hù)等等，可以保證碳纖維加固技術(shù)在橋梁裂縫維修中得到更好運(yùn)用。在此橋梁裂縫維修施工中，通過(guò)采取上述措施，能夠有效提高橋梁裂縫維修質(zhì)量，故能夠給相關(guān)人員提供良好借鑒。