關于橋梁加固中的碳纖維加固技術的分析
2015-07-13
碳纖維也可以稱作增強復合材料，簡稱CFRP。西方發(fā)達國家于1950~2000年期間共同完成了碳纖維的研發(fā)制造。初期重點在航天領域中使用，之后伴隨著技術的推進，1980年后在土木工程建設領域里使用，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使用于橋梁建筑實施時的具體狀況。
一、碳纖維加固技術的基礎原理及優(yōu)越性
1.碳纖維加固技術的基礎原理
對于橋梁建設的加固步驟，應用碳纖維時必須先使用環(huán)氧樹脂實行浸漬，構成吻合強片原料。進而利用環(huán)氧樹脂依照受力方位實行特定的裂隙走向粘貼。在拉力對構件進行載荷時，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，還能夠確保建筑構造的穩(wěn)固性。
2. 碳纖維加固技術的優(yōu)越性
?。?）優(yōu)良的化學穩(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。
?。?）這種材質(zhì)輕便、強度大
碳纖維材質(zhì)具備分量小、強度大的特征，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行顏色涂裝，并且確保了構造外圍不會產(chǎn)生顯眼的接痕。
?。?）優(yōu)良的力學特性
碳纖維擁有極其優(yōu)良的力學特性。它在各種各樣的構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到24%。
二、碳纖維加固技術的實際步驟
為確保其針對工程本體的加固和整修效用，關鍵必須實行對應的技術措施，以完成對碳纖維的加固實施程序中的標準化。以下幾個實際步驟在具體施工程序中需要對其加強注意。
1施工準備工作
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，也應該實行對應的初期工作籌備。
2混凝土構件表層清理
使用此種方法來生產(chǎn)工程的重要構件時，必須對施工構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。必須進行相對的防銹治理，只有進行防銹治理后，才能夠使對裂隙實行的對應的整修和加固達到期望的效應；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鍵的效應，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)控也一樣要加強關注，粘貼碳纖維工程實施后的養(yǎng)護步驟的重要步驟規(guī)定是環(huán)境的特征。
3調(diào)配并涂刷樹脂結構膠
將粘貼碳纖維當做加固手段時，必須提供對應的環(huán)氧樹脂膠來當做粘貼原料。在粘貼碳纖維的工序中運用環(huán)氧樹脂膠能夠?qū)ㄖ嫾韺悠鸬斤@著的效果，環(huán)氧樹脂是當前建筑領域中使用最廣泛的粘貼劑，所以，我們必須加強注意這種粘貼劑的運用技術發(fā)展為碳纖維技術的具體運用進程中的主體方向。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。要確保對應的粘貼強度，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
將構建表層進行相關的潔凈清除后，然后利用調(diào)制成功的樹脂結構膠，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建表層上，進行氣泡的擠除時需運用專門的滾筒。必須將這個步驟進行數(shù)次，進而確保樹脂結構膠可以全部與碳纖維布料嚴密的粘合。在具體運行時還需考慮到不能損傷布料表層，進行多次粘貼后，將以上步驟反復進行數(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、碳纖維片加固補強的施工要點及設計建議
1. 碳纖維片加固補強的施工要點
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行加工前是極易斷損的，必須要細心養(yǎng)護。必須確保碳纖維的豎向結點和打結段落距離工程建筑的受力點較遠，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。基礎的規(guī)定是嚴密平滑。在運作時還應該提供一些具體運作標準，在標準環(huán)境內(nèi)展開相關的工程實施。
在對表層進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的粘貼劑的選取。因為在施工和防護中震動會對其產(chǎn)生很大的不利作用，所以，使用碳纖維原料時，還應該依照涉及的施工標準來嚴厲實行，期間，要重點關注施工區(qū)域內(nèi)的震動情況。
2.碳纖維片加固補強設計建議
在具體施工程序中，因為構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，就應該依照嚴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，再實行對應的粘連工序。因為在工程領域中運用碳纖維還是一類新型技術，因此目前對其運用時對此種原料的強度規(guī)劃應該在廠商給予的數(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：對被加固構件表層的脫落、松散、蜂窩、侵蝕等劣質(zhì)混凝土進行清理，使混凝土構造層裸露出來。
?。?）依據(jù)設計規(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，同時確保鋼筋防護層的薄厚程度至少為15mm。將其表層研磨平滑可使用打磨機，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件轉彎處進行，要對轉彎粘貼點實行倒角治理且將其研磨為圓弧形狀，圓弧直徑至少要達到40mm。
?。?）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立即實行下面的施工程序。
（4）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。
（5）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行反復滾壓，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)層粘貼反復進行上面的步驟，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
綜合上述伴隨著國家社會經(jīng)濟的高速進展，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，在當代工程規(guī)定中，明顯地已無法達到當前運輸?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、價格實惠、施工要求簡單等層面的優(yōu)點，更加需要關注的是，伴隨著技術的熟練，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夯實了特定的價值根基。
