“混凝土结构加固（碳纤维）” 施工工艺全面剖析，一看就懂。

一、概述

1.1、适用范围：  

碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固，同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。基层混凝土的强度等级不低于C15。

1.2、工艺特点：

碳纤维加固是将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料（单向连续纤维）；用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，形成一个新的复合体，使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比，具有节省空间，施工简便，不需要现场固定设施，施工质量易保证，基本不增加结构尺寸及自重，耐腐蚀、耐久性能好等特点。

另外，采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。因此，碳素纤维作为划时代的补强材料，而备受青睐和关注。

二、工艺流程

三、节点大样

3.1、板加固节点

由于使用荷载发生变化，原有楼板承载力达不到使用要求，需对其进行加固。加固采用板底粘贴碳纤维布法，双向粘贴。加固后抗弯承载力不超过原设计能力40%。

3.2、梁加固节点

由于荷载增加致使混凝土梁抗弯、抗剪不足，需补强加固。具体采用梁底粘贴单层碳纤维布，从而提高梁的抗弯、抗剪能力（不超过原梁承载能力40%），达到补强效果。

（1）框架梁

（2）基础反梁

四、控制要点

4.1、混凝土表面处理

（1）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。

（2）对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。

（3）裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。

（4）打磨：将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修复后的构件表面尽量平顺。

（5）清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。

4.2、缺陷部位涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），均匀涂刷于缺陷部位的砼表面。

4.3、构件表面残缺面的修补

用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步，要点如下：

（1）腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。

（2）构件表面凹陷部位用环氧腻子填平，修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时，要在气温-5℃以上，相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，应再用砂纸打磨平整。

4.4、涂刷底胶

将配好的底胶（粘结剂），用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。

 

 

4.5、粘贴碳纤维

粘贴碳纤维材料之前，首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上，相对湿度RH＞85%时，如无有效措施不得施工。

为防止碳纤维受损，在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料，每段长度一般以不超过6m为宜。

为防止材料在保管过程中损坏，材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂，碳纤维横向不需要搭接。

其施工工艺要点如下：

（1）粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。

（2）粘贴时，在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉（专用工具）沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次，使树脂渗浸入碳纤维中。

 

 

4.6、养护

粘贴碳纤维材料后，需自然养护1-2小时达到初期固化，应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。

4.7、涂装

若加固补强构件需要防火时， 可在树脂固化后涂刷耐火涂层。涂装应在树脂初期固化后进行，并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定。

五、验收标准

5.1、验收条件及方法：

（1）碳纤维与混凝土之间的粘接质量可以用锤击法或其他有效探测法进行检查，如出现空鼓等粘接不密实现象，单个空鼓面积不大于10000m㎡，应采取针管注胶的方法进行补救。若单个空鼓面积大于或等于10000ｍ㎡,应割除修补进行重新粘贴。

（2）根据检查结果确认的总有效粘贴面积不应小于总粘贴面积95%否则需要重新施工。

5.2、验收标准：

（1）碳素纤维材料是高强度碳纤维单向排列，用微量的树脂浸渗后作为混凝土结构的修复补强材料，其抗拉强度大约是钢筋的10倍，并且具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性。碳纤维材料技术指标见下表。

注：表中抗拉强度标准值应按置信度C=0.99、可靠度单侧置信度下限为0.95确定，当试验样本容量n＝15时，抗拉强度标准值ftk＝ft－3.1S。式中ft为抗拉强度平均值；S为标准差。

（2）粘贴碳纤维材料的粘结剂应按厂商提供的配制说明进行配制，粘结剂的基本性能符合相应要求：

 

5.3、验收依据：

（1）《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006

（2）《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146：2003

（3）《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》GB50728-2011

六、注意事项

6.1、施工注意事项：

（1）所有进场材料，包括碳纤维材料和胶结材料，必须符合质量标准，并具有出厂产品合格证，符合工程加固补强设计要求。

（2）碳纤维材料在运输、储存中不得受挤压，以免碳纤维受损，也不得直接日晒和雨淋，胶结材料应阴凉密闭储存。

（3）各工序的施工质量，由技术人员负责指导、监督，每一道工序完成后提请技术员检查、认可后，才能进行下道工序。

（4）涂底层涂料:

涂料应涂刷均匀、不得漏涂，严禁在不适合气温条件下施工，添加溶剂稀释后的涂料应在规定时间内用完。 温度低于7℃，相对湿度RH＜85%，混凝土表面含水率在8%以下，无结露现象时，必须使用改性环氧树脂。

（5）构件表面残缺修补:

构造物表面小孔、内角必须用环氧腻子修补平整，腻子涂刮后，表面仍存在的不平糙纹，应再用砂纸磨平。

（6）粘贴碳纤维:

① 贴碳纤维材料时须符合下述条件：

A．碳纤维材料应按规定裁切。

B．气温、空气湿度、构件表面含水率等须符合相关要求。

C．底层涂料及腻子须达到指触干燥（树脂表面达到固化硬结）。

D．粘结树脂的类型与施工时的气温适合，主剂和固化剂、固化促进剂应按规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀，一次调和量应在规定时间内用完。

② 碳纤维粘贴的质量检验标准:

A．下涂和上涂渗浸入碳纤维束良好。

B．碳纤维粘结严实。

C．对于直径在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10个可认为合格；若每平方米在10个以上，则认为不合格，需进行补修。对于直径在30mm以上的空鼓，只要出现，即认为不合格，需进行补修。

D．顺纤维方向搭接长度不小于20cm,各层之间的搭接部位不得位于同一条直线上，层间必须错开至少50cm。

E．碳纤维材料规格，粘贴位置、长度、宽度、纤维方向、层数须符合相关规定。

6.2、安全环保措施：

（1）现场施工人员应穿工作服，同时还须佩戴口罩和手套，与施工配套的脚手架要有足够的安全性，高空作业须佩戴安全带。施工人员严禁在现场吸烟。

（2）碳纤维布为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。

（3）施工过程中应避免碳纤维片材弯折。

（4）碳纤维布配套胶粘剂的原料密封储存，远离火源，避免阳光直接照射。

（5）配套胶粘剂的配制和使用场所应保持通风良好。