碳纤维加固是一种有效的建筑结构加固技术，通过在现有混凝土构件中植入碳纤维布来提高其承载能力和耐久性。常见的施工方法包括预张拉法、湿贴法和干贴法等。施工过程中可能会遇到如碳纤维布与基材间的粘结力不足、施工环境温度低导致胶结剂固化慢等问题。解决这些问题的方法包括优化胶结剂配方、控制施工环境温度以及采用适当的施工工艺等。
碳纤维加固施工工法
一、施工准备
- 查看现场与构件状况
- 根据施工现场和被加固构件混凝土的实际状况对照设计图纸，确定施工方案和施工计划，做好施工前的准备工作。
- 材料准备
- 碳纤维布：有预浸料碳纤维布，是将碳纤维丝束预浸渍处理后编织而成，强度和刚度高，适用于对强度要求较高的加固场合；还有干法碳纤维布，是编织碳纤维丝束时进行树脂浸渍处理而成，适用于对施工时间要求较严格的场合。
- 碳纤维胶：一般采用双组份、无溶剂、高强度的改性环氧A类胶粘剂，对碳纤维材料有良好的浸润性，形成新的复合材料具有较强的力学性能和优良的耐久性能，具有较好的触变性能和良好的悬挂度，垂直面施工流淌性较小。
- 工具准备
- 需要准备打磨机、搅拌工具（用于搅拌碳纤维胶）、滚筒、刮板、橡胶棍等工具。打磨机用于表面打磨，搅拌工具用于准确混合碳纤维胶的主剂和固化剂，滚筒、刮板、橡胶棍用于粘贴碳纤维布时的操作，如滚压碳纤维布使胶浸透、保证表面平整无气泡等。
二、基面处理
- 表面打磨
- 对表面进行全面的打磨，不要让任何的污渍覆盖在表面粘贴的部位，尖锐的棱角都需要打磨成圆角，最小的内径大概控制在20毫米左右。
- 清洁表面
- 用钢刷将其表面的粉尘、油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。
三、碳纤维胶的操作
- 调配比例
- 碳纤维胶分为主剂和固化剂，务必准确掌握配合比例，将主剂和固化剂按准确的重量比置于干净容器内，使用电动搅拌机械或手动搅拌混合1 - 2分钟，直至颜色均匀一致。配置好的碳胶初凝时间为50min左右，粘贴一个平方米的碳纤维布所需碳胶0.8公斤，要掌握好调配碳胶的数量，以免浪费碳胶。
- 涂滚底层胶
- 涂滚底层环氧树脂胶，涂完之后一定要修正不合适的地方，不能够留有缝隙和裂缝，涂抹到粘结面上，胶量要充足饱满，但也不宜太厚。
四、碳纤维布的粘贴
- 裁剪碳纤维布
- 根据需要加固的部位裁剪合适尺寸的碳纤维布。
- 粘贴操作
- 将裁剪好的碳纤维布贴在混凝土上面，要注意平整，再使用橡胶棍或者是刮板反复的碾压，要保证表面没有任何的气泡。碳纤维布纵向接头必须搭接10cm以上，该部位应多涂粘结树脂；碳纤维布横向不需要搭接，并且在粘贴碳纤维布时，碳纤维布和浸渍胶之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。
- 多层粘贴（如需）
- 如需多层粘贴，在第一层碳纤维布粘贴完成，待碳胶触指干燥后，再涂刷一层碳胶，然后重复粘贴碳纤维布的操作步骤。
五、后续处理
- 表面滚刷胶层
- 在碳纤维布表面再滚刷一层环氧树脂，保证它充分的可以覆盖在表面，然后确保它充分的可以浸湿碳纤维，最后用石粉撒在涂有胶的施工面上面，一定要保证粉刷层的粘结性。
- 施工后注意事项
- 粘贴好的碳纤维布，5天即可达到设计要求，如粘贴表面局部有气泡，可轻易地用注射碳胶的方法将空气赶跑。24小时内不可触动碳纤维布。
六、验收
- 粘结质量验收
- 施工结束后的现场验收以评定碳纤维布与混凝土之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回声来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实现象，应采取针管注胶的方法进行补救。
- 加固效果验收（针对大面积工程）
- 对于碳纤维布粘贴面积在1000平方米以上的工程，为检验其加固效果应与甲方协商进行荷载试验，其结构的变形等各项指标均应满足国家规范规定的设计及使用要求。
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