碳纤维布补强加固技术在混凝土中的应用

碳纤维布补强加固技术在混凝土中的应用摘要：介绍了在朱庄水库坝顶闸墩除险加固中，采用专用环氧树脂胶在闸墩裂缝的部位粘贴碳纤维布片，使固化后的碳纤维与原结构共同受力，从而补强混凝土结构的碳纤维布补强加固技术。

关键词：碳纤维布补强加固技术应用

abstract: in the crest pier reinforcement of zhuzhuang reservoir, pasting the carbon fiber sheet piece in the cracks of the pier with special epoxy glue makes the carbon fiber with the original structure carry force together afrer solidification, so as to reinforce carbon fiber cloth of the concretethe structure, and the reinforcement technology.

key words: carbon fiber cloth; reinforcement; technology; application

中图分类号： tu377 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012）

1、前言

碳纤维布补强加固是利用高强度、高弹性模量的连续碳纤维用环氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，并将片材用专用环氧树脂胶粘贴在结构外表面受拉或有裂缝的部位，固化后与原结构形成整体，碳纤维与原结构共同受力，从而达到补强混凝土结构的目的。

朱庄水库坝顶闸墩由于96.8洪水过后不同程度出现裂缝。裂缝

采用将裂缝凿槽、嵌补丙乳砂浆、化学灌浆的处理方法；裂缝灌浆处理后，表面沿裂缝长度方向粘贴单层碳纤维布进行补强。

2、施工方法

根据闸墩表面裂缝情况，将粘贴碳纤维布处理范围内的闸墩混凝土表面打磨光滑，并沿裂缝凿6cm×3cm（宽×深）的u形槽嵌补丙乳砂浆，再沿裂缝长度方向粘贴单层碳纤维布进行补强，纤维方向垂直裂缝走向，碳纤维布伸出裂缝两侧长50cm，凿槽嵌补和碳纤维布粘贴沿裂缝长度方向每侧延长50cm。

3、材料

本次施工采用上海协固建筑材料有限公司提供的台湾产

xec-300型（高强度）碳纤维布及其配套的粘接剂，其性能指标符合设计技术要求。

3.1碳纤维布

碳纤维布的规格及性能指标见表1。

表1碳纤维布的规格及性能指标表

序号检验项目单位标准指标检验值单项判定

1 抗拉强度标准值 mpa ≥3000 4206 合格

2 拉伸模量 mpa ≥2.1×105 2.8×105 合格

3 延伸率% ≥1.

4 1.6 合格

3.2粘接剂

粘贴碳纤维布的粘接剂的基本性能指标见表2。

4、碳纤维布补强加固施工技术

4.1施工程序

碳纤维布补强施工程序包括混凝土基底处理、涂底层涂料、用环氧腻子进行缺陷修补、贴碳纤维片、养护、涂装。

4.2混凝土基底处理

（1）混凝土裂缝凿槽：沿混凝土裂缝走向进行凿槽，凿槽尺寸为（宽×深）6cm×3cm。

（2）丙乳砂浆填槽：按配比配置丙乳砂浆，先将槽面浇水湿润，刷一道丙乳净浆，在丙乳净浆未风干之前分层填抹丙乳砂浆，填抹完成后用塑料薄膜覆盖并洒水养护。

（3）混凝土基底打磨清洗：沿裂缝两侧各打磨50cm，表面凸出部分打磨平整，外露金属割除，裂缝两头各延长50cm，用高压水枪将基面清洗干净，并晾干。

表2粘接剂的基本性能指标表

序号检验项目标准指标检验值单项判定

1 主涂拉伸剪切强度≥10mpa 14mpa 合格

2 主涂拉伸强度≥30mpa 43mpa 合格

3 主涂压缩强度≥70mpa 90mpa 合格

4 主涂弯曲强度≥40mpa 89mpa 合格

5 主涂正拉粘接强度≥2.5mpa，且不小于被加固

混凝土抗拉强度标准值ftk 5.0mpa，混凝土破坏；粘接

强度大于抗拉强度标准值ftk 合格

6 主涂弹性模量≥1500mpa 3287mpa 合格

7 主涂伸长率≥1.5% 1.6mpa 合格

8 底涂正拉粘接强度≥2.5mpa，且不小于被加固

混凝土抗拉强度标准值ftk 4.14mpa，混凝土破坏；粘接

强度大于抗拉强度标准值ftk 合格

9 找平胶正拉粘接强度≥2.5mpa，且不小于被加固

混凝土抗拉强度标准值ftk 4.91mpa，混凝土破坏；粘接

强度大于抗拉强度标准值ftk 合格

10 配套树脂老化后（2000h）

正拉粘接强度2000h后正拉粘接强度

降低不超过10% 主涂：4.82mpa，混凝土破

坏；正拉粘接强度降低3.6% 合格

底涂：4.01mpa，混凝土破

坏；正拉粘接强度降低3.1% 合格

找平胶：4.72mpa，混凝土破

坏；正拉粘接强度降低3.9% 合格

注：正拉粘接强度试验用c30混凝土；c30混凝土轴心抗拉强度标准值ftk：2.01mpa

4.3涂刷底层胶粘剂

（1）把底层胶粘剂的主剂和固化剂按比例称量准确后放入容器

内，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量以在可使用的时间内用完为准。

（2）用滚筒刷均匀地涂刷底层胶粘剂，在底层胶粘剂中严禁添加溶剂。含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不再使用。

（3）底层胶粘剂固化后，表面上有凸起的部分用砂纸磨光。

（4）气温5℃以下、相对湿度大于85%、混凝土表面含水率8%以上、有结露可能而无有效措施时，停止施工。

4.4确环氧腻子对混凝土表面缺陷修补

（1）涂刷底层胶粘剂后，闸墩表面的小孔洞、凹穴处用环氧腻子修补平整、平顺。

（2）缺陷修补中使用环氧腻子，在气温5℃以上，相对湿度rh ≤85%的条件下进行。

（3）腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹，用砂纸再打磨光滑平顺。

4.5粘贴碳纤维布

（1）底胶涂刷后4～8h，表面干燥后粘贴碳纤维布，贴前用小刀按规定尺寸切断碳纤维布。

（2）碳纤维布纵向接头搭接10cm以上，该部位多涂树脂；碳纤维横向不需要搭接。

（3）粘结树脂的主剂和固化剂按比例称量准确后放入容器内，用搅拌器搅拌均匀。一次调和量在可使用的时间内用完。

（4）贴布前用滚筒刷均匀地涂刷粘结树脂，为下涂。下涂涂量标准为500～600g/m2。