碳纤维加固.doc

碳纤维加固需要用到瑞特建固碳纤维布和碳纤维胶（碳布胶），以下详细介绍碳纤维布加固施工工艺等内容。一、概述： 碳纤维布选用优质的日本进口东丽碳纤维原料加工而成，产品性能完全符合国家标准。（GB50367-2006混凝土结构加固设计规范，GB/T 21490-2008结构加固修复用碳纤维片材）。二、详细说明： 碳纤维布碳纤维布选用优质的日本进口东丽碳纤维原料加工而成，产品性能完全符合国家标准（GB 188 -4253 -1064 孙50367-2006混凝土结构加固设计规范，GB/T 21490-2008结构加固修复用碳纤维片材）。三、碳纤维布优点 1、重量轻，易施工。基本不增加构件自重，不改变构件截面尺寸。2、高抗拉强度，高弹性，可得到与使用钢板补强相同效果。3、抗酸碱腐蚀、持久性高，在任何恶劣环境下皆可使用。与结构胶配合使用，能阻止有害介质浸渗，对内部结构起保护作用；4、厚度小，便于交叉重叠。可弯曲缠绕成型，对各类曲面、异型构件加固优势更为显著。5、柔软性好，可自由裁切，适用于梁、柱、板、管道及墙体等各种形状构件，可与钢筋混凝土表面紧密粘接，施工质量易于保证。不需大型施工机具，可搭接粘结任意延长，无明火作业。6、配套环氧树脂胶的渗透性优越，施工便捷且工期较短。7、环保无公害，居住中仍可施工。8、贮存时间长，可操作期限长。四、碳纤维布适用范围：碳纤维布与碳纤维浸渍胶配套使用成为碳纤维复合材料，适用于混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固、木质结构的加固，可有效提高构件的承载力、抗震性能和耐久性。是处理下列工程问题的优秀备选方案：1、建筑物使用荷载增加；2、工程使用功能改变；3、材料老化；4、混凝土强度等级低于设计值；5、结构裂缝处理；6、恶劣环境服役构件修缮、防护。7、其他用途:体育用品、工业产品等众多领域。五、施工流程1、施工准备拟定施工方案和施工计划，应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。1、基面处理 基材表面应全面打磨，无任何附着物，粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角，最小内径为20。 由于使用碳纤维布材的目的在于改进结构构件，应确定基面的状况，以保证其能够将荷载从布料传递至结构表面。2、涂底层环氧树脂胶，并修正不合处，上墨线。3、涂环氧树脂浸渍胶到粘结面上，胶量必须充足饱满。4、将裁剪好的碳纤维布贴于混凝土涂胶面，碳纤维布要平直、延展。（碳纤维布如有接头，搭接长度应为20cm，且接头应在基材全长的1/3处，不得在基材的中间）5、使用硬橡胶棍或塑料刮板反复碾压促使碳纤维布平直、延展、无气泡，粘合剂充分渗透。 6、再次在布材面上滚涂环氧树脂浸渍胶，保证充分覆盖布的表面，确保充分浸润碳纤维布的纤维中。7、最后用36mm的沙石（石英砂）洒在涂有胶的施工面上，确保粉刷层的粘结性。六.工艺流程可以归纳为：施工准备砼表面处理涂刷底胶构件表面残缺面修补粘贴碳纤维表面养护找平材料配置底层或树脂配制浸渍树脂配制操作要点：1 混凝土表面处理1.1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。1.2 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。1.3 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。1.4 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。1.5 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。2 缺陷部位涂刷底胶将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。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 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。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RH85%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：5.1 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。5.2 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。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。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。七、施工条件1、施工表面应清洁和干燥。2、施工温度 理论上应大于5，小于40.3、严禁在雨天露天施工。4、相对湿度大于85%或混凝土表面结露的场合，不允许施工。5、请于作业场所设置局部排气设备。作业中应着保护镜、保护手套、防尘口罩等保护工具。若附着于皮肤时请于使用肥皂后以清水冲洗。请尽量勿使毛羽及线屑附着于插座及其他电器产品，亦不可让本产品与电源接触。八、注意事项1：碳纤维布应储存在凉爽干燥的处所，保持布面整洁，避免露天日晒雨淋；2：碳纤维布严禁附着灰尘、扭曲和弯折现象，否则会大大降低强度；3：碳纤维布为导电材料，施工时应注意用电安全。一、工程概况工程名称： 工程地点：二、编制依据1、混凝土结构加固的设计规范GB50367-20072、相关厂家的配套产品说明3、国家省、市有关法规三、主要材料：灌浆树脂、封缝胶 、碳纤维布1、裂缝灌浆工作原理介绍:原理方法是利用机械的高压动力(高压灌注机)，将环氧树脂胶灌浆材料注入混凝土裂缝中，当树脂胶到混凝土裂缝固化、膨胀、固结，这样固结的树脂胶体填充混凝土所有裂缝，以达到裂缝修补效果2、施工步骤：搭设施工脚手架观测裂缝基层处理确定注入口安装注射点配灌浆树脂安设灌浆器灌浆拆除灌浆器清洗灌浆器基层复原。3、施工机具： 强力吹风机（清理裂缝）； 600ml量杯（配树脂胶）； 4cm宽开刀、小刮板（配封缝胶）；SL-500高压灌注机； 酒精、棉丝（清洗灌浆器）； 手提打磨机（打磨封缝胶清理基层）。4、注意事项： 施工前必须将抹灰层剔除干净，露出结构面； 施工时一定要保证裂缝干燥，切忌用水冲刷裂缝； 注入口尽量设置在裂缝较宽，开口较通畅的位置； 如使用底压灌浆封口胶要现配现用，每次配量不宜过多； 仰面注胶施工时必须佩戴防护镜； 灌浆结束后用酒精浸泡并清洗灌浆器，以便下次使用，切不可用其他稀料清洗。四、碳纤维加固1、加固建议本工程中出现的裂缝处于楼板位置，初步鉴定裂缝是由下向上发展，从结构安全角度考虑，对未贯通的裂缝，以及贯通 的裂缝在灌浆结束后须在楼板裂缝部粘贴碳纤维布进行加固，在裂缝分布范围1600mm宽度沿受力方向贴碳纤维布一层，沿裂缝方向碳纤维布边缘贴200mm 宽碳纤维压条一道；对已贯通的裂缝，在下部裂缝分布范围1600mm宽度沿受力方向贴碳纤维布一层，在上部裂缝分布范围1000mm宽度沿受力方向贴碳纤 维布一层，沿裂缝方向碳纤维布边缘贴200mm宽碳纤维压条一道在灌浆结束后须在楼板上部及下部粘贴碳纤维布进行加固。2、碳纤维布加固介绍 碳纤维布加固技术于国内最早通过的规范是2003年碳纤维片材加固混凝土结构技术规程，其编号为CECS146：2003,现已经被最新的国家标准规 范2006混凝土结构加固设计规范代替,其编号为GB 50367-2006. 使用碳纤维加固技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，形成一个新的复合体使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力。增大结构的抗拉或抗剪能力， 提高强度。抗裂性和结构的延性，和抗震加固的作用3、碳纤维加固施工工艺简介1、施工顺序：混凝土基底处理涂底层底胶找平胶找平贴碳纤维片养护2、施工方法：(1)、混凝土基底处理1.1将楼板底部表面的障碍物清除1.2检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，进行必要处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。1.3被粘贴混凝土表面应打磨平整，除表面浮层、油污等杂质，直至露出结构新面，转角处粘贴要进行倒角处理，并打磨成圆弧状，圆弧半径不小于20mm，将混凝土表面内丙酮擦拭一遍，保持混凝土表面干燥。(2)、涂底层底胶：2.1、把底胶的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，用搅拌器合均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。2.2、在底胶中严禁添加溶剂。含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用。2.3、用滚筒刷均匀地涂抹底胶。2.4、指触干燥时间因气温不同，一般在3小时到1天之间变化。2.5、底胶固化后，在表面上有凸起部分时，要用砂纸磨光。(3)、找平胶找平：3.1、底胶涂刷后，混凝土表面不平处用找平胶找平。(4)、贴碳纤维片4.1、确认粘贴表面干燥。气温50C以下，相对湿度RH85%时，如无有效措时不得施工。4.2、 防止碳纤维受损，碳纤维片在运输、储存、裁切和粘贴过程中，严禁受到弯折。因此，贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维片，每段长度一般以不超过 6m为宜。要使用更长的片材时，除精心防止弯折外，对脱泡(即赶出气泡)、渗浸过程必须加位谨慎操作。为防止片材在保管过程中损坏，片材的裁切数量应按当 天的用量为准。4.3、碳纤维向接头必须搭接15cm以上，该部位应多涂粘结树脂，碳纤维横向不需要搭接。4.4、粘接树脂的主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用完为准。4.5、贴片前用滚筒刷均匀地涂抹粘结树脂，称为下涂。下涂的涂量标准如下。200g/m2的碳纤维片，400-500g/m2300g/m2在碳纤维布，500-600 g/m24.6、贴片时，在碳纤维片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片上滚压多次，使树脂浸入碳纤维中。4.7、碳纤维片施工30分钟后，用滚筒刷均匀涂抹粘结树脂，称为上涂。上涂涂量标准如下：200g/m2在碳纤维片，200-100 g/m2300g/m2在碳纤维布，300-200 g/m24.8、进行空鼓检查，并进行处理。4.9、须粘2层以上碳纤维布时，重复4.5-4.8步骤，并遵守4.3的规定。(5)、养护5.1粘贴碳纤维片后，需自然养护24小进达到初期固化，应保证固化期间不受干扰。5.2、在每道工序以后树脂固化之前，宜用塑料薄膜等遮挡以防止风沙或雨水侵袭。5.3、当树脂固化期间存在气温降低到50C以下的可能时，可采用低温固化树脂，或采取有效的升温措施。5.4、碳纤维片粘贴后，要达到设计强度，需自然养护，在此期间应防止贴片受到硬性冲击。一、业务范围：碳纤维加固、裂缝补强、粘钢加固、植筋加固、结构补强、防水堵漏、结构加固、建筑加固、房屋加固、桥梁加固、结构设计、裂缝修补、混凝土切割、加大截面加固、后锚固、化学锚固、锚固植筋、植筋、碳纤维、粘钢、加固、补强二、碳纤维加固修复混凝土结构技术 碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic)加固修复混凝土结构技术是近年来在发达国家兴起的一项新型加固技术，该项技术是将碳纤维这种高性能纤维材料应用于土木工程，利用树脂类材 料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体CFRP，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。三、适用范围广泛适用于梁、板、柱等构件及曲面、节点的结构补强及抗震加固； 钢筋混凝土构件的裂缝加固； 满足结构承受动静载荷的需求，如桥梁桥墩、立交横梁、桥板、桥面； 构件的抗弯、抗剪、抗压加固，结构体系的抗震及砌体结构的加固。四、粘贴碳纤维加固施工说明: 工艺流程可以归纳为： 施工准备砼表面处理涂刷底胶构件表面残缺面修补粘贴碳纤维表面养护找平材料配置底层或树脂配制浸渍树脂配制操作要点：1 混凝土表面处理1.1 将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。1.2 对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，进行修补、复原。1.3 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。1.4 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。1.5 清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。2 缺陷部位涂刷底胶 将配好的底胶（粘结剂），用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。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 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。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RH85%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：5.1 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。5.2 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。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。1.前言混凝土结构设施的维护,修复和加固已成为当今面临的紧迫课题。用传统材料进行加固往往效率相对较低,要求机械化的程度较高,而且通常出现加固后耐久性差的问题。由于碳纤维布具有高强高效,耐腐蚀、自重轻等优点,用其加固钢筋混凝土结构技术已得到推广应用。2.碳纤维加固的技术特点碳纤维有很多种类;其中PAN碳纤维具有优异的物理力学性能、良好的粘合性、耐热性及抗腐蚀性等特点，用于建筑结构补强加固的碳纤维的材料，其强度一般为建筑用钢材的十几倍，弹性模量与建筑钢材在同一水平并略有提高，是一种优良的结构加固用材料。与其他加固方法比较，碳纤维加技术具有明显的技术优势。2.1高强、高效。纤维材料具有优异物理力学性能,在对混凝土结构进行加固补强过程中可以充分利用其高强度、高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固的目的。2.2耐腐蚀性能及耐久性。碳纤维材料的化学性质稳定，不与酸碱盐等化学物质发生反应，因而用碳纤维材料加固后的钢筋混凝土构件具有良好的耐久性，解决了化学腐蚀问题。2.3不增加构件的自重及体积。碳纤维布质量轻且厚度薄，经加固修补后的构件，基本上不增加原结构的自重及尺寸，故不减少建筑物的使用空间。2.4适用面广。碳纤维布是一种柔性材料，可任意裁剪，可广泛应用于各种结构类型、结构形状和结构中的各种部位，且不改变结构形状及不影响外观。同 时，对于其他加固方法无法实施的结构和构件，诸如大型桥梁的桥墩、桥梁的桥板，以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，碳纤维加固技术都能顺利地解决。2.5便于施工。将碳纤维材料用于加固混凝土结构。在施工现场不需要大型的施工机械，占用施工场地少，而且没有湿作业，因而工效很高。3.碳纤维片材的材料特性碳纤维片材（CERP systems)是碳纤维片及碳纤维板的总称。碳纤维加固钢筋混凝土结构所涉及的材料主要有两种，一是碳纤维片材，二是配套粘结材料。3.1碳纤维片材（CERP）3.1.1 碳纤维是一种碳含量超过90%的纤维状碳材料，是以有机纤维一聚丙烯腈（PAN）纤维，粘胶纤维，沥青纤维等原料在不活泼的气体中经2000到 3000碳化，石墨化等高温固相反应制成的具有轻质，高强，高弹性模量，耐腐蚀的高性能无机纤维。它的比重一般为1.70-1.80g/cm3，热膨胀 系数接近于零，抗拉强度比钢筋大10倍，弹性能模量比钢筋大1.8-2.6倍，而密度仅为钢筋的1/5。抗腐蚀性能强，不产生电化学腐蚀，且在氯离子，碳 酸和烧碱等到物质中强度降低很少；耐疲劳性好：一般金属的耐疲劳强度为其抗拉强度的40%-50%，而碳纤维可高达70%-80%。碳纤维片材是采用固化的热固性树脂（通常指环氯树脂）将定向排列的碳纤维束粘结起来制成的薄片。根据纤维排列方向又可将片材分为单向纤维片材和双向纤维片材。3.1.2目前结构加固、改造与修复技术现状通常可分钢筋混凝土增厚法、体积预加法、片材加固法及隔震、消震法。CERP片材料加固法具有相对密度 小，疲劳强度高、耐久性好、耐久性好、耐磨损，施工方便，造价低等特点，且不受施工条件限制基本上不影响原结构的外形。采用FRP抗弯加固混凝土梁的试验 表明：在正常的使用荷载下，抗弯刚度提高约17%-99%，抗弯强度提高约28%-97%，在受剪加固试验中，加固的构件受弯承载力有较大幅度的提高，约 65%-95%，满足强弯弱剪的抗震要求。4.碳纤维加固施工工艺(1)、碳纤维加固施工步骤混凝土构件表面处理涂刷底胶粘贴碳纤维布涂刷保护胶养护梁体其他部分涂装质量检验(2)、碳纤维加固施工工艺1）混凝土构件表面处理先将混凝土构件表面残缺、破损部分剔凿、清除干净并达到结构密实部位。检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，需进行必要的除锈处理。对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分，用高于原构件混凝土强度的环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整。裂缝修补：缝宽小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂胶泥进行表面涂抹密闭；大于或等于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。（具体施工见裂纹封闭施工工艺） 将构件表面凸出部分（混凝土构件交接部位、模板的段差等）打磨平整，修整后的段差要平顺。棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径最小不得小于20mm。清洗打磨过的构件表面，并使其充分干燥。施工前应按设计图纸在需加固部位放线、定位。2）涂刷底胶按规定的胶配比例称取ZHG-3（浸渍胶）A料和B料，重量比3：1，倒入洁净容器中，用搅拌器拌合均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准，超过可使用时间不得再用。用滚筒刷均匀地涂刷浸渍胶涂刷于所粘贴的部位，在搭接、拐角部位适当多涂刷些。浸渍胶固化后，在构件表面有凝结凸起时，要用砂纸磨光，磨光后若露出混凝土基面，应再补涂浸渍胶。3）粘贴碳纤维布碳纤维布裁切时应预先在裁切位置粘贴宽胶带，在宽胶带正中位置进行裁切，以使裁切后碳纤维片的断头齐整不脱丝。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。粘贴碳纤维布时，在碳纤维布和浸渍胶之间不应残留空气形成气泡造成空鼓。为此，可用器具沿着纤维方向在碳纤维片上滚压多次，对角隅处应向着角隅滚压，对拱起的部位要向相反的方向滚压，以去除气泡，使浸渍胶均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。空鼓处理方法如下：注入法，在碳纤维布上打开两个以上的小孔，使用注射器注入浸渍胶，然后进行按压整平。割刀切入修补法，沿纤维方向切入23刀，用橡胶刮板、毛刷沾上适量浸渍胶，填进割开的缝内。补丁补修法，当贴片完全固化后，无法用割刀切开或注入浸渍胶，或碳纤维片表面出现褶皱或松弛时，应割去不良部分，重新粘贴碳纤维片，且重新粘贴搭接部分宽度不少于10cm。4）养护粘贴碳纤维布后，需自然养护24小时达到初期固化，并应保证固化期间不受干扰。在每道工序以后浸渍胶固化之前，宜用塑料薄膜等遮挡以防止风沙或雨水侵袭。碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：平均气温在 10以下时，需要2周；平均气温在 10以上20以下时，需要12周；平均气温高于 20时，需要1周。在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。5）梁体其他部分涂装a、对修复补强构件有外观要求时，可在上涂环氧树脂固化后的碳纤维片表面涂刷所需色彩和设计要求的涂料。 b、涂装应在树脂固化后进行，并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定。c、修复补强构件需要防火时，可在树脂固化后按业主要求涂刷耐火涂层。 d、对新材料新工艺的涂装，事前要做好充分研究，必要时应进行试验，确认后，方可正式使用6）质量检验所有进场材料，包括碳纤维片材和胶结材料，应符合质量标准，并具有产品出厂合格证，其各种性能指标及技术参数均应符合本工程加固补强设计要求，适合现场温度、湿度条件。这是保证工程质量的前提。各工序的施工质量，由施工员负责指导、监督。每一工序完成后项目部进行自检，确认合格并提请监理检查认可后才能进行下道工序，否则必须返修至合格为止。各工序的施工质量要求如下：结构物表面处理，将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净达到结构密实部位；检查外露钢筋是否锈蚀，如有锈蚀，应进行必要的防锈处理。裂缝必须处理：缝宽 0.20mm的用环氧树脂胶泥涂抹封闭，缝宽0.20mm用环氧树脂灌缝。95%、混凝土表面含水率在8%以上，有结露现象而无有效措施时，不得施工。碳纤维片在运输、储存、 裁切和粘贴过程中，严禁弯折。因此，贴片前应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸裁切碳纤维片，每段长度一般以不超过6米为宜要使用更长的片材时，除精心防止弯折 外，对脱泡（即清除在碳纤维贴片中残留空气形成的气泡）、渗浸过程必须加倍谨慎操作。为防止碳纤维片在保管过程中损坏，碳纤维片的裁切数量应以当天的用量 为准。一、碳纤维加固简介：碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术 起步很晚，但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展，现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题，一些建筑由于使用功能的改变，难以 满足当前规范使用的需求，亟需进行维修、加固。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结 构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。1.碳纤维布加固：2.碳纤维布加固混凝土结构技术是一种新兴的、技术含量高的结构补强加固方法。碳纤维布的强度一般为建筑用钢材的十几倍，弹性模数与建筑钢材在同一水平 上并略有提高，是一种优良的结构加固用材料，具有高强高效，材质薄，重量轻，施工便捷，耐久耐腐蚀性好等特点。碳纤维加固技术与原有的其它加固方法比较， 具有明显的技术优势。粘贴碳纤维布加固技术也是当前专业加固公司的最基本的加固技术之一。1.碳纤维板加固：2.碳纤维板加固（又称CFRP加固）是用粘结剂把碳纤维板粘贴在混凝土构件受力部位，和基体叠合为一体，从而达到加固目的的一种施工方 法。该方法通常用在混凝土桥面板、桥墩、梁、柱、烟囱以及隧道衬砌等构件的抗弯补强、抗剪补强以及防止混凝土开裂、剥落等工程中。二工艺原理1.碳纤维布加固工艺原理：2.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；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、抗裂性和延长性。碳纤维加固具有轻质、高强、抗腐蚀、耐老 化、耐久性好、物理性能稳定等好些长处。用碳纤维加固材料修复补强混凝土结构，是近来发展的新型工法，利用碳纤维材料卓越的抗拉强度到达的增强构件承载能 力及刚度的目的。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。1.非线性全过程分析2.与有粘结碳纤维布加固混凝土梁相比，端锚无粘结碳纤维布加固混凝土梁的非线性分析更为复杂。本文试验中，除在锚固区外，碳纤维布与混凝土梁并无接 触，因此受荷过程中碳纤维布的应变与混凝土主梁的应变在相同截面上不再协调，即碳纤维布的变形不服从平截面假定，因此该混凝土受弯梁的极限状态不能通过平 截面假定进行计算。本节利用通用分析软件ANSYS实体建模，采用适当的具有钢筋混凝土特点的单元，结合钢筋、混凝土材料的特殊性，考虑材料和几何非线 性，对端锚碳纤维布加固混凝土简支梁的正截面极限承载力、跨中挠度、钢筋的应力和碳纤维布的应力增量进行了计算。（1）ANSYS软件建模材料本构模型按照311节中本构关系选取。假定无粘结碳纤维布加固时，试验梁钢筋与混凝土节点变形一致，无相对滑移。各类单元模型的选取如下：(2)混凝土单元混凝土采用3D钢筋混凝土实体单元一Solid65，见图41，单元本身包含两部分口制：一是和一般的8节点空间实体单元Solid45相同的 实体单元模型，但加入了混凝土的三维强度准则，具有拉裂、压碎、塑性变形和徐变等混凝土材料特性；二是由弥散钢筋单元组成的整体式钢筋模型，它可以在三维 空间的不同方向分别设定钢筋的位置、角度、配筋率等参数，钢筋可抗拉压，但不能受剪，有性和徐变特性。本文在分析时将箍筋按离散钢筋处理，这样可以解决混 凝土开裂后单元刚度矩阵奇异的问题。钢筋混凝土单元弹(塑)性矩阵定义为：Solid65单元可以计算开裂和压碎，考虑到收敛性，计算时关闭混凝土的压碎 功能，混凝土的破坏主要由其抗拉性能来控制，以期得到的极限荷载更贴近实际情况。混凝土破坏准则采用W1liam-Warnker5参数强度准则，其中 混凝土的裂裂缝剪力传递系数和闭合裂缝剪力传递系数分别取为05和085，裂后刚度折减系数取为06；屈服准则采用多线性随动强化模型 (MKIN)；裂缝模式采用片状裂缝模式。(3)钢筋单元普通钢筋的模拟通常有两种方式，即整体式和分离式，考虑到要在梁底粘贴纤维布，整个有限元分析模型采用分离式的三维模型，钢筋采用3D杆单元 Link8，它可承受轴向拉伸和压缩，每节点上具有三个自由度：沿X、Y、z三个坐标轴方向的位移。该单元不考虑弯曲，具有塑性、蠕变、膨胀、应力硬化和 大变形的能力。(4)加固片材单元加固片材采用壳单元shell41模拟，该单元是平面单元，考虑平面内刚度，不考虑平面外刚度(即弯曲刚度)，适用于单元的弯曲属于次要因素的结 构。由于加固片材的厚度一般很小，可忽略其弯曲刚度对结构影响，故采用该单元。分析时可在单元实常数中给出其厚度单元节点有3个自由度：x,y,z位 移，与混凝土单元相同，在碳纤维布锚固段，只需将锚固单元和加固片材相邻的节点合并就可实现碳纤维布的锚固。(5)模型的建立为避免支座处单元过早发生局部破坏，支座位置加设钢垫板，用Solid45单元模拟，材料性质同钢筋，支座施加的约束直接作用在 Solid45单元上；对于梁端锚件，其单元类型与支座单元一致，网格划分时确保在相同位置处混凝土与钢筋单元、梁端锚单元与碳纤维布单元节点重合，以保 证相互间有足够好的粘结而无相对滑移；对于梁中碳纤维布无粘结的部分，和实际情况相同，碳纤维布与混凝土之间掏空，没有任何联系；在施加荷载位置、预留孔 洞处和支座处网格细分1.试验结果与有限元分析结果比较通过ANSYS实体建模分析，对其结果与试验结果进行比较如下：2.（1）荷载一挠度关系比较从试验和计算结果上看，端锚无粘结碳纤维布加固梁的荷载一挠度的关系也可大致分成三个阶段：开裂前弹性阶段、开裂后线弹性阶段和非线性阶段，可见， 端锚无粘结碳纤维布加固梁的弯曲性能和破坏形式与端锚有粘对有粘结预应力混凝土梁亦十分类似：采用软件分析得到的无粘结碳纤维布加固梁的承载力要略大于试 验值，这与试验梁材料的尺寸误差、试验仪器误差、加固施工过程中与实际效果的出入等都有很大的关系。（2）荷载一应变关系比较试验梁在跨中碳纤维布的荷载一应变关系和钢筋荷载一应变关系与实测值进行对比分析.端锚碳纤维御加固梁的跨中CFRP应变增量的计算与试验有一定的出入，但并不表明所采用计算模型的错误，其原因与现场的施工质量有很大的 关系。在端锚无粘结加固梁的试验过程中，碳纤维布绕于锚具上后并没有完全的进入初张拉状态，这也导致了梁开始工作时碳纤维布不能与梁同时参与工作，只有到 加固梁中钢筋屈服后，碳纤维布的作用方才显示出来。联系试验的实际情况，相对而言，试验中lOOmm宽碳纤维御其初如状态要比50mm宽碳纤维靠加固梁要 好，因而其荷载一应变曲线接近于计算值。对于端锚无粘结碳纤维布抗弯加固混凝土梁，由于锚固、施工等因素，其碳纤维布应变结果实测值与计算值有误差，但其荷载一挠度相对而言比较接近，若考虑到试验条件、量测手段、计算模型与实际结构差异及受力情况等方面的实际情况，其结果也是可以接受的。1.端锚无粘结加固梁承载力理论分析2.对于带端锚无粘结碳纤维布抗弯加固梁的理论分析和研究，目前几乎没有。但现有不少学者进行了相当数量的无粘结预应力钢筋混凝土梁试验研 究，并从实用的角度提出了不同的计算方法或分析模型，本章结合无粘结预应力钢筋混凝土梁的理论分析，力图建立一种简便的无粘结碳纤维布加固梁承载力计算方 法。与有粘结和无粘结预应力混凝土构件相同，有粘结的碳纤维布加固混凝土受弯构件时，任何截面处碳纤维布的应力变化都是与其周围混凝土相协调的，其最大应 力发生在最大弯矩截面处；而无粘结碳纤维布加固混凝土构件承受荷载后，由于无粘结碳纤维布与混凝土之间仅在锚固处联接，沿碳纤维布通长的应变(或应力)几 乎是一样的，其应变的变化值等于沿碳纤维布全长混凝土应变变化的平均值。这样，当受弯构件压区混凝土达到极限压应变导致构件弯曲破坏时，无粘结碳纤维布中 的最大应变将比有粘结碳纤维布的最大应变小，因而，无粘结碳纤维布的极限应力将低于有粘结碳纤维布的极限应力。与无粘结预应力钢筋混凝土梁相似，碳纤维布 应力增量的确定是无粘结碳纤维布加固梁抗弯强度计算及设计中的一个重要环节。（1）无粘结预应力钢筋应力增量算法基于粘结折减系数法人将无粘结预应力钢筋等效为有粘结预应力钢筋，应用有粘结预应力混凝土构件的设计方法，并用粘结折减系数进行修正。1)构件未丌裂时2)弹性开裂阶段3)弯曲极限状（2）基于塑性区长度法人认为受力钢筋屈服后至破坏前，梁弯矩较大的区域将出现塑性绞或塑性区段，梁体的变形主要发生在塑性绞附近，然后求得无粘结预应力钢筋中应力增量；Aut68,691等人将塑性区段简化为“等效塑性区长度”，然后根据变形求得无粘结预应力钢筋或钢索中应力增量。（3）既有规程方法1)中国无粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ922004)我国规程计算体外预应力钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力时，体外预应力筋的应力设计值按下式计纠70】：此时，应力设计值盯。尚应符合下列条件，为无粘结预应力筋的抗拉强度设计值。（4）无粘结碳纤维布应力增量计算本文中试验梁作为无粘结预应力的一种特殊情况，也就是其预应力值大小为零，除此之外，与无粘结预应力钢筋应力增量计算不同的是：由于加固碳纤维布的 弹性模量、强度等性能均与预应力钢筋或钢索有一定差异，其碳纤维布也未沿加固梁全长布置，属于局部加固情况，与规范和他人研究工作有异，故上述计算式在此 并不适用。但加固梁中钢筋、碳纤维布、混凝土的各种应变变化情况与粘结预应力钢筋混凝土梁中的情况类似，现采用下面方法进行计算。1.施工工艺2.在梁自锁端锚安装完毕之后，即可在其绕杆上绕碳纤维布，碳纤维布的绕法也是实现端锚自锁的关键，在21节中已有其图示，但在实际操作过程中还应注意以下几点：l：可先将一端的锚具绕碳纤维布，可先用透明胶将碳纤维布的两端粘结，以防止其端部散裂。绕纤维布时须留够一定的富余长度，保证能有一定的空间来操 作。对于不带胶的端锚，碳纤维布在拉紧的过程中可以轻微的来回松动，一步步完全缠绕在绕杆上，对于带胶的端锚，在绕纤维布前在绕杆上先涂胶，然后按绕上碳 纤维布，但是在布与布、布与杆之间保留一定的空间，再对里面进行注胶，保证布与布、布与杆、布与混凝土梁之间与胶完全粘结，同样最后可一步步来回松动，使 纤维布与绕杆结合成整体。2：在一端纤维布绕好和梁加固区域粘结好的情况下(对于有粘结的混凝土加固梁)，可操作另一端，其操作方法基本相同，但要注意的是碳纤维布在试验梁 两端锚具的锚固松紧程度对梁有一定的影响，所以应尽可能的保证碳纤维布在加固梁初始加载前与梁底完全粘结(对于有粘结的混凝土加固梁)或处于微张拉的状 态，以保证碳纤维布在梁受力后能立刻参与工作。