關(guān)于橋梁加固中的碳纖維加固技術(shù)的分析
2015-07-13
碳纖維也可以稱作增強(qiáng)復(fù)合材料，簡稱CFRP。西方發(fā)達(dá)國家于1950~2000年期間共同完成了碳纖維的研發(fā)制造。初期重點在航天領(lǐng)域中使用，之后伴隨著技術(shù)的推進(jìn)，1980年后在土木工程建設(shè)領(lǐng)域里使用，經(jīng)歷了十年的推廣其在1990年時發(fā)展為建筑領(lǐng)域里的主要建筑原料之一。這篇文章主要研究了碳纖維加固技術(shù)使用于橋梁建筑實施時的具體狀況。
一、碳纖維加固技術(shù)的基礎(chǔ)原理及優(yōu)越性
1.碳纖維加固技術(shù)的基礎(chǔ)原理
對于橋梁建設(shè)的加固步驟，應(yīng)用碳纖維時必須先使用環(huán)氧樹脂實行浸漬，構(gòu)成吻合強(qiáng)片原料。進(jìn)而利用環(huán)氧樹脂依照受力方位實行特定的裂隙走向粘貼。在拉力對構(gòu)件進(jìn)行載荷時，利用纖維片的效用來確保裂隙不能順著受力走向更加裂開。從而對建筑本體起到了特定的加固效應(yīng)，還能夠確保建筑構(gòu)造的穩(wěn)固性。
2. 碳纖維加固技術(shù)的優(yōu)越性
（1）優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性
碳纖維擁有特別優(yōu)良的防水功能，具體施工程序中還能夠體現(xiàn)出此類原料的防酸堿性和隔紫外線功能表現(xiàn)出了極其優(yōu)良的效果。對于使用時遇到的各種各樣的天氣條件，相同地具備對應(yīng)的優(yōu)點。在表層涂上一層防火漆，能夠使其具有非常有效的放火作用。
（2）這種材質(zhì)輕便、強(qiáng)度大
碳纖維材質(zhì)具備分量小、強(qiáng)度大的特征，其對整個建筑物的品質(zhì)起到了極其重大的作用。它不僅能夠更加簡便地進(jìn)行顏色涂裝，并且確保了構(gòu)造外圍不會產(chǎn)生顯眼的接痕。
?。?）優(yōu)良的力學(xué)特性
碳纖維擁有極其優(yōu)良的力學(xué)特性。它在各種各樣的構(gòu)造的加固使用中都能夠提供出極其有效的作用。特別是它的有效的抗疲勞作用，能夠?qū)こ塘严兜恼蕻a(chǎn)生顯著作用，抗拉力的測驗也獲得了比較出色的成績。
?。?）施工程序較簡單
碳纖維的施工程序較簡便，在某些小型工程實施使用時，具備修改簡捷、工程期限短等特征。有關(guān)數(shù)值表示，使用此類材料能夠很大程度地確保減短工程期限，相同工程量的條件下，能夠縮減工程期限最少達(dá)到24%。
二、碳纖維加固技術(shù)的實際步驟
為確保其針對工程本體的加固和整修效用，關(guān)鍵必須實行對應(yīng)的技術(shù)措施，以完成對碳纖維的加固實施程序中的標(biāo)準(zhǔn)化。以下幾個實際步驟在具體施工程序中需要對其加強(qiáng)注意。
1施工準(zhǔn)備工作
了解熟知施工圖；依照各種施工場地和施工規(guī)定的研析，可以對整個施工建筑的材料選取產(chǎn)生極其重大的實際影響，相同地，若工程的加固措施運用碳纖維，也應(yīng)該實行對應(yīng)的初期工作籌備。
2混凝土構(gòu)件表層清理
使用此種方法來生產(chǎn)工程的重要構(gòu)件時，必須對施工構(gòu)件的表層實行特定的清理，對于局部殘存和局部的脫落，必須確保全部清除。確保粘貼表層的牢固性是粘貼碳纖維的重要規(guī)定；同時還要注意露筋的銹斑等物的清除。必須進(jìn)行相對的防銹治理，只有進(jìn)行防銹治理后，才能夠使對裂隙實行的對應(yīng)的整修和加固達(dá)到期望的效應(yīng)；必須將混凝土表層的楞漿、模板縫都研磨平滑；對混凝土的表層含水量調(diào)控也一樣具備極其關(guān)鍵的效應(yīng)，只要在表層水分維持在不超過6%的情況下，就可以完成工程的計劃強(qiáng)度加固的規(guī)定；對于生產(chǎn)環(huán)境的溫濕度的調(diào)控也一樣要加強(qiáng)關(guān)注，粘貼碳纖維工程實施后的養(yǎng)護(hù)步驟的重要步驟規(guī)定是環(huán)境的特征。
3調(diào)配并涂刷樹脂結(jié)構(gòu)膠
將粘貼碳纖維當(dāng)做加固手段時，必須提供對應(yīng)的環(huán)氧樹脂膠來當(dāng)做粘貼原料。在粘貼碳纖維的工序中運用環(huán)氧樹脂膠能夠?qū)ㄖ?gòu)件表層起到顯著的效果，環(huán)氧樹脂是當(dāng)前建筑領(lǐng)域中使用最廣泛的粘貼劑，所以，我們必須加強(qiáng)注意這種粘貼劑的運用技術(shù)發(fā)展為碳纖維技術(shù)的具體運用進(jìn)程中的主體方向。具體使用時，一般的底部粘貼劑都使用環(huán)氧樹脂，調(diào)制固化劑的比例是100：18。要確保對應(yīng)的粘貼強(qiáng)度，就必須將底部粘貼劑全部滲入到表層建造的混凝土里。具體運行能夠體現(xiàn)，在粘度方面需要主要測驗在沒有產(chǎn)生垂流時也能確保全部滲透的條件下實行調(diào)制。
4粘貼碳纖維布
將構(gòu)建表層進(jìn)行相關(guān)的潔凈清除后，然后利用調(diào)制成功的樹脂結(jié)構(gòu)膠，來粘連已依照規(guī)定裁制完成的碳纖維布料。在人工粘連時，必須用手輕柔的粘貼在構(gòu)建表層上，進(jìn)行氣泡的擠除時需運用專門的滾筒。必須將這個步驟進(jìn)行數(shù)次，進(jìn)而確保樹脂結(jié)構(gòu)膠可以全部與碳纖維布料嚴(yán)密的粘合。在具體運行時還需考慮到不能損傷布料表層，進(jìn)行多次粘貼后，將以上步驟反復(fù)進(jìn)行數(shù)次，最后才能成功完成對工程建筑的粘貼與加固，確保整個工程的穩(wěn)固性。
5表層防護(hù)及碳纖維布表層處理
通常保養(yǎng)時期為一周至兩周，同時也能夠依照施工環(huán)境的特征適宜地加長或減短。依照實際溫度的差異，來實行運作和核查，固化樹脂建構(gòu)后，需要依照具體規(guī)定將防曬漆或防火漆涂一層在碳纖維表層上，以確保整個工程的穩(wěn)定性。
三、碳纖維片加固補強(qiáng)的施工要點及設(shè)計建議
1. 碳纖維片加固補強(qiáng)的施工要點
工程實施時，需要對碳纖維布料的儲存和輸送加強(qiáng)注意，因為碳纖維本身的纖維極易破損，碳纖維的纖維絲在還沒進(jìn)行加工前是極易斷損的，必須要細(xì)心養(yǎng)護(hù)。必須確保碳纖維的豎向結(jié)點和打結(jié)段落距離工程建筑的受力點較遠(yuǎn)，在碳纖維原料的具體使用中多次粘貼能夠?qū)ζ涫褂眯Ч鸬綐O其有益的作用?；A(chǔ)的規(guī)定是嚴(yán)密平滑。在運作時還應(yīng)該提供一些具體運作標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境內(nèi)展開相關(guān)的工程實施。
在對表層進(jìn)行施工時必須主要查驗表層的平滑程度和潔凈程度，特別是需要主要確保施工條件的安全性，依照各種工程的差異來實行對應(yīng)的粘貼劑的選取。因為在施工和防護(hù)中震動會對其產(chǎn)生很大的不利作用，所以，使用碳纖維原料時，還應(yīng)該依照涉及的施工標(biāo)準(zhǔn)來嚴(yán)厲實行，期間，要重點關(guān)注施工區(qū)域內(nèi)的震動情況。
2.碳纖維片加固補強(qiáng)設(shè)計建議
在具體施工程序中，因為構(gòu)架的承載力狀況的差異，因此能夠在某些受力前提比較簡易地工程治理中，要完成工程實施計劃量的最小化手段應(yīng)該采取比較簡易地操作系數(shù)。同時在治理某些加固件具有承載較高的受力情況時，就應(yīng)該依照嚴(yán)格的計算來完成工程實施程序中和初期籌備的計算操作，將受力狀況完全計算好后，再實行對應(yīng)的粘連工序。因為在工程領(lǐng)域中運用碳纖維還是一類新型技術(shù)，因此目前對其運用時對此種原料的強(qiáng)度規(guī)劃應(yīng)該在廠商給予的數(shù)據(jù)上增加特定的損毀值，剛度規(guī)劃等層面都必須具有特定的資歷。還有，在選取粘貼膠時，必須主要依據(jù)工程的具體實施規(guī)定來實行選取，針對某些施工狀況比較雜亂的環(huán)境，應(yīng)該主要核查粘連劑的選用。在碳纖維原料的具體使用中施工品質(zhì)也一樣對其形成極其重大的意義。必須在施工時嚴(yán)厲依據(jù)施工規(guī)定實行。
?。?）損壞面混凝土表層處理：對被加固構(gòu)件表層的脫落、松散、蜂窩、侵蝕等劣質(zhì)混凝土進(jìn)行清理，使混凝土構(gòu)造層裸露出來。
?。?）依據(jù)設(shè)計規(guī)定對損毀面鋼筋處置后利用M45的環(huán)氧樹脂砂漿實行灌接或密閉處置，同時確保鋼筋防護(hù)層的薄厚程度至少為15mm。將其表層研磨平滑可使用打磨機(jī)，還需使用鋼刷來清理潔凈其表層的灰塵、油漬等污染物，將構(gòu)件加固表層處理平滑、干燥沒有灰塵。此外，比如粘貼碳纖維時順著基纖維走向圍繞構(gòu)件轉(zhuǎn)彎處進(jìn)行，要對轉(zhuǎn)彎粘貼點實行倒角治理且將其研磨為圓弧形狀，圓弧直徑至少要達(dá)到40mm。
（3）涂刷底部樹脂：使用專門的滾筒刷來均勻涂刷底部樹脂在混凝土表層上，等到樹脂表層觸感干燥后應(yīng)立即實行下面的施工程序。
?。?）找平處理：針對表層凹陷的部分使用找平原料來修補平滑，并且不可以出現(xiàn)棱角。
?。?）粘貼碳纖維片材：在需要粘貼的位置上勻稱地涂抹已調(diào)制完成的浸漬樹脂，還需使用橡膠滾筒順著纖維走向進(jìn)行反復(fù)滾壓，擠壓氣泡，從而使浸漬樹脂完全滲入碳纖維布，滾壓過程中不能損壞碳纖維布。數(shù)層粘貼反復(fù)進(jìn)行上面的步驟，等到纖維表層觸感干燥后就可實行再次粘貼。如時間過了60min，就需等候12h之后，再進(jìn)行下一層粘貼劑的涂刷。
?。?）在碳纖維布的最外一層表層上勻稱涂刷浸漬樹脂。
四、總結(jié)
綜合上述伴隨著國家社會經(jīng)濟(jì)的高速進(jìn)展，橋梁施工行業(yè)踏入了其繁盛時期，然而以前運用在橋梁工程中的技術(shù)，在當(dāng)代工程規(guī)定中，明顯地已無法達(dá)到當(dāng)前運輸?shù)囊?guī)定。然而以前的施工環(huán)境局限了橋梁的品質(zhì)，針對這種局面，加固原來的橋梁本體就變成了一個必須的選取。碳纖維原料的產(chǎn)生為這個缺陷的解除提供了新的方法。碳纖維具備功能強(qiáng)、價格實惠、施工要求簡單等層面的優(yōu)點，更加需要關(guān)注的是，伴隨著技術(shù)的熟練，此類原料在市場價格方面表現(xiàn)出降低的走勢，其為具體運用我國的碳纖維加固技術(shù)夯實了特定的價值根基。
