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碳纖維又稱增強復(fù)合材料 ( Carbon Fiber Reinforced Plastie,簡稱CFRP)。二十世紀(jì)中晚期的時候，由西方發(fā)達(dá)國家聯(lián)合研制成功。當(dāng)時主要應(yīng)用于航天行業(yè)中，后來隨著技術(shù)的推廣，在八十年代，應(yīng)用于土木工程建筑中，經(jīng)過十年的發(fā)展已經(jīng)在九十年代的時候成為建筑行業(yè)中的重要建筑材料之一。本文將對碳纖維加固技術(shù)在橋梁施工過程中的應(yīng)用情況加以分析。

　　一、碳纖維加固技術(shù)的基本原理及*性

　　1.碳纖維加固技術(shù)的基本原理

　　針對橋梁建筑的加固工作，對碳纖維的利用應(yīng)該首先用環(huán)氧樹脂進(jìn)行浸泡，形成符合強片材料。然后通過環(huán)氧樹脂按照受力方向進(jìn)行一定的裂縫方向粘貼。當(dāng)構(gòu)件受到拉力負(fù)載的時候，通過纖維片的作用而保證裂縫不會沿受力方向進(jìn)一步開裂。從而對建筑主體提供一定的加固作用，同時也可以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

　　2. 碳纖維加固技術(shù)的*性

　　（1）良好的化學(xué)穩(wěn)定性

　　碳纖維具有非常良好的防水性能，實際施工過程中發(fā)現(xiàn)，這種材料在抗堿和方子外線方面同樣具有非常出色的表現(xiàn)。在不同氣候環(huán)境的應(yīng)用過程中，同樣具有相應(yīng)的優(yōu)勢。添加一層防火漆，則可以起到非常不錯的防火效果。

　　（2）該材料質(zhì)輕、強度高

　　碳纖維材料具有質(zhì)量輕、強度高的特點，對于建筑物的整體質(zhì)量具有非常重要的意義。色彩涂裝較為方便的同時，還可以保證結(jié)構(gòu)外部不出現(xiàn)明顯拼接痕跡。

　　（3）出色的力學(xué)性能

　　碳纖維具有非常出色的力學(xué)性能。對于各種不同的結(jié)構(gòu)的加固應(yīng)用中都可以起到非常出色的效果。尤其是其顯著的抗疲勞效果，對于工程裂縫的修補具有非常明顯的效果，抗拉力試驗中同樣取得了讓人滿意的成果。

　　（4）施工工序比較簡單

　　碳纖維的施工工序較為簡單，在一些小型工程施工應(yīng)用中，具有改變簡單、工期短等特點。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，這種材料的應(yīng)用可以大程度上保證工期的縮短，同等工程量的前提下，至少可以縮短24%的工程工期。

　　二、碳纖維加固技術(shù)的具體步驟

　　為了保證其對工程主體的加固和修補作用，主要需要利用相應(yīng)的技術(shù)手段，來實現(xiàn)對碳纖維的加固施工過程的規(guī)范化。下面幾個具體步驟在實際施工過程中應(yīng)該給予重點關(guān)注。

　　（1）施工準(zhǔn)備工作

　　熟悉施工圖；根據(jù)不同的施工現(xiàn)場和施工要求的分析，對于整體施工的用料選擇具有非常重要的現(xiàn)實意義，同樣，使用碳纖維作為工程的加固手段，同樣需要進(jìn)行相應(yīng)的前期工作準(zhǔn)備。

　　（2）混凝土構(gòu)件表面處理

　　應(yīng)用這種方式對工程主要構(gòu)件進(jìn)行加工的時候，應(yīng)該對施工構(gòu)件的表面進(jìn)行一定程度的清潔，對殘留部分和松脫部分，應(yīng)該保證*剔除。保證粘貼表面的堅固性是粘貼碳纖維的主要要求；露筋的銹塊等雜物的清理同樣重要。需要做相應(yīng)的防銹處理，只有這樣處理之后，對于裂縫進(jìn)行相應(yīng)的修補和加固才能夠起到預(yù)期的效果；混凝土表面的漿楞、模板縫均須打磨平整；對于混凝土的表面水分控制同樣具有非常重要的作用[3]，只有表面含水量保持在百分之六以下的時候，才能夠達(dá)到工程的預(yù)計強度加固的目標(biāo)；對加工環(huán)境的溫度和適度的控制同樣非常重要，環(huán)境的特點是對粘貼碳纖維工程施工之后的保養(yǎng)工作的主要工作要求。

　　（3）配制并涂刷樹脂結(jié)構(gòu)膠

　　粘貼碳纖維作為加固工具的時候，需要有相應(yīng)的環(huán)氧樹脂膠作為粘貼材料。環(huán)氧樹脂膠的使用對于施工中粘貼碳纖維在建筑構(gòu)件表面的作用是顯而易見的，現(xiàn)階段主要應(yīng)用的粘結(jié)劑是環(huán)氧樹脂，因此，對于該粘接劑的使用技術(shù)成為碳纖維技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，需要我們給予重點關(guān)注的重要方向。實際應(yīng)用中，通常用環(huán)氧樹脂作為底層粘接劑，固化劑100：18進(jìn)行配置。為了保證相應(yīng)的粘接強度，需要底層粘接劑*滲透到表面構(gòu)建的混凝土中。實際操作中表明，粘度上應(yīng)該重點考核在不形成垂流也保證*深入的前提下進(jìn)行調(diào)配。

　　（4）粘貼碳纖維布

　　構(gòu)件表面經(jīng)過相應(yīng)的清潔處理之后，再使用調(diào)配好的樹脂結(jié)構(gòu)膠，將根據(jù)要求裁剪好的碳纖維布料進(jìn)行粘接。手工粘貼過程中，應(yīng)該用手輕輕粘貼于構(gòu)件表面上，利用滾筒來實現(xiàn)氣泡的排除。這一過程應(yīng)該多次重復(fù)，從而保證樹脂結(jié)構(gòu)膠能夠*的和碳纖維布料充分的結(jié)合。同時，在實際操作中應(yīng)該注意不要傷及布料表面，多層粘貼之后，多次重復(fù)上述步驟，很終實現(xiàn)對工程構(gòu)建的粘貼和加固，保證工程整體穩(wěn)定程度。

　　（5）表面防護(hù)及碳纖維布表面處理

　　一般養(yǎng)護(hù)時間為一到兩周，當(dāng)然，可以根據(jù)施工環(huán)境的特點適當(dāng)延長或者縮短。根據(jù)當(dāng)時溫度的不同，來進(jìn)行操作和檢查，固化樹脂結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)該根據(jù)實際需求在碳纖維表面刷一層防曬漆或者防火漆，來保證工程的整體安全性。

　　三、碳纖維片加固補強的施工要點及設(shè)計建議

　　1. 碳纖維片加固補強的施工要點

　　施工過程中，應(yīng)該重點關(guān)注對碳纖維布料的存放和運輸，由于碳纖維自身纖維非常脆弱，碳纖維的細(xì)絲在沒有經(jīng)過處理之前是非常脆弱的，需要精心維護(hù)。碳纖維的縱向結(jié)頭和打結(jié)部分應(yīng)該保證遠(yuǎn)離工程構(gòu)建的受力點，多層粘貼對于保證碳纖維材料的實際應(yīng)用效果具有非常重要的意義。平整密實是基本的要求。操作中還需要給予一定的實際操作規(guī)范，在規(guī)范環(huán)境中進(jìn)行相應(yīng)的施工。

　　表面的施工過程中應(yīng)該重點考核表面的平整程度和清潔程度，尤其是應(yīng)該重點保證施工環(huán)境的穩(wěn)定性，根據(jù)不同的工程需要進(jìn)行相應(yīng)的粘接劑的選擇。由于震動對施工和維護(hù)都會起到非常大的影響，因此，在碳纖維材料的應(yīng)用過程中，還必須嚴(yán)格按照影響的施工規(guī)范進(jìn)行，其中，主要注意施工環(huán)境中的震動問題。

　　2.碳纖維片加固補強設(shè)計建議

　　實際施工過程中，由于構(gòu)架的受力情況是不同的，所以可以在一些受力條件較為簡單的工程處理中，采用較為簡單的工作系數(shù)來實現(xiàn)工程施工計算量的很小化問題。而在處理一些加固件需要承受較強的受力條件，那么需要根據(jù)嚴(yán)密的計算來實現(xiàn)對工程施工過程和前期準(zhǔn)備的計算工作，充分計算受力情況之后，再進(jìn)行相應(yīng)的粘接施工。由于碳纖維在工程中的應(yīng)用還屬于一種新技術(shù)，所以現(xiàn)階段的使用過程中對該材料的強度計算需要在廠家提供的數(shù)據(jù)上加上一定的折損量，剛度計算等方面都需要有一定的經(jīng)驗。同時，對于黏結(jié)用膠的選用中，應(yīng)該重點根據(jù)工程的實際施工要求來進(jìn)行選擇，對于一些施工條件較為復(fù)雜的環(huán)境，需要重點考核粘接劑的選擇[5]。施工質(zhì)量對于碳纖維材料的實際應(yīng)用同樣具有非常重要的影響。應(yīng)該在施工中嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行。

　　四、總結(jié)

　　總的來說隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁工程進(jìn)入了一個繁榮時期，但是過去應(yīng)用于橋梁施工中的技術(shù)，在現(xiàn)代工程要求中，顯然已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代運輸?shù)囊?。但是?dāng)時施工條件限制了橋梁的質(zhì)量，這種情況下，對于原有的橋梁主體進(jìn)行加固成為一種必然的選擇。碳纖維材料的出現(xiàn)為這種問題的解決提出了新的思路。碳纖維具有性價比高、施工條件低等方面的特點，更為值得注意的是，隨著技術(shù)的成熟，這種材料的市場價格呈現(xiàn)出下降的趨勢，這就為我國的碳纖維加固技術(shù)的實際引用奠定了一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。

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