碳纤维布加固法是一种利用高强度碳纤维复合材料对建筑结构(如梁、板、柱、墙体等)进行加固补强的技术,具有轻质高强、施工便捷、耐腐蚀等优势,在厂房、桥梁、建筑等结构加固中广泛应用。下面加固之家就给大家介绍一下碳仟维布的具体加固方法、操作流程及关键要点:
碳纤维布具有极高的抗拉强度(约为普通钢材的 7-10 倍),通过专用结构胶(通常为环氧树脂类)将其粘贴在构件受拉或受压区域,与原结构形成整体受力体系,共同承担荷载,从而提高构件的承载力、刚度和延性。
1、梁、板加固:提高受弯承载力(如楼板承载力不足、梁跨中挠度超标)、抗剪承载力(如梁端剪力不足)。
2、柱加固:提高轴心受压、偏心受压承载力(如柱子配筋不足导致承载力不够),或改善延性(增强抗震性能)。
3、墙体加固:增强墙体抗剪能力(如砌体墙抗震加固)。
4、其他:修复构件裂缝、加固受腐蚀或损伤的结构(如钢结构锈蚀后辅助加固)。
1. 施工前准备
材料检查:碳纤维布(需符合抗拉强度、弹性模量等指标,常见规格有 12K、24K,厚度 0.111mm-0.167mm)、结构胶(分为底胶、找平胶、浸渍胶,需检测粘结强度、耐老化性,且与碳纤维布兼容)。
现场清理:移除加固区域的障碍物(如设备、管线),确保作业面无障碍;对构件表面进行除尘、除油(可用砂纸打磨或高压气吹)。
2. 基层处理(关键步骤,直接影响粘结效果)
混凝土表面处理:
若表面有疏松、起砂、裂缝,需先修复:裂缝宽度<0.2mm 时,用底胶封闭;>0.2mm 时,用环氧树脂砂浆填充。
用角磨机或砂纸打磨表面,去除浮浆、棱角,使表面粗糙(粗糙度以手摸无光滑感为宜),再用吸尘器清理粉尘。
转角处理:梁、柱的阳角需打磨成圆弧(半径≥20mm),避免碳纤维布在转角处受折损伤。
3. 涂刷底胶
按比例混合底胶(A、B 组分),搅拌均匀(搅拌时间约 3-5 分钟,避免气泡)。
用滚筒或毛刷将底胶均匀涂刷在处理后的基层表面,确保覆盖全面,厚度约 0.1-0.2mm。
静置固化(常温下约 12-24 小时,具体按胶品说明),固化后表面应干燥、无流淌、无空鼓。
4. 找平处理
若基层表面有凹陷、坑洞或打磨后的不平处,需用找平胶填补:
混合找平胶(A、B 组分),搅拌至无颗粒。
用刮刀将找平胶刮涂在缺陷处,压实抹平,确保表面平整(误差≤3mm)。
固化后(常温约 12-24 小时),用砂纸打磨找平层,使其光滑过渡。
5. 碳纤维布裁剪与粘贴
裁剪:根据设计要求的尺寸(长度、宽度)裁剪碳纤维布,注意纤维方向(受力方向需与构件主应力方向一致,如梁受弯加固时沿梁长方向粘贴);裁剪时避免纤维丝散落(可在通风处操作,佩戴手套)。
浸渍胶调配:按比例混合浸渍胶(A、B 组分),搅拌均匀(约 5 分钟),静置 5 分钟消泡。
粘贴碳纤维布:
用滚筒将浸渍胶均匀涂刷在待粘贴区域(厚度约 0.2-0.3mm),覆盖范围略大于碳纤维布尺寸。
将裁剪好的碳纤维布置于涂胶处,用手轻压使其初步贴合,再用专用滚筒(硬质橡胶滚筒)沿纤维方向用力滚压:先从中间向两边滚,排除气泡;再沿纤维方向滚动,确保胶液充分浸透碳纤维布(可见布表面有胶液渗出,无空鼓)。
若需多层粘贴(如承载力要求高时),需待前一层碳纤维布固化(约 12 小时)后,重复涂刷浸渍胶并粘贴下一层,且两层纤维方向可根据设计交叉(如 90° 正交)。
6. 表面防护(可选)
若碳纤维布暴露在室外或易受腐蚀环境(如潮湿、化学腐蚀),需做防护处理:
涂刷防火涂料(满足耐火极限要求)。
用水泥砂浆或聚合物砂浆覆盖(厚度≥20mm),避免紫外线照射或机械损伤。
7. 固化与养护
粘贴完成后,在常温(20-25℃)下自然固化,固化时间约 7 天(若温度低于 5℃,需采取加热措施,如覆盖保温毯,避免固化不完全)。
固化期间避免扰动、碰撞加固区域,禁止在表面堆放重物。
1、粘结质量:粘贴后需检查碳纤维布是否空鼓(用小锤轻敲或超声波检测),空鼓面积>100cm² 时需切除重贴,<100cm² 时可钻孔注胶修补。
2、纤维方向:必须与设计受力方向一致,偏差不得超过 5°。
3、搭接要求:沿纤维方向的搭接长度≥100mm,垂直方向搭接≥20mm,确保传力连续。
4、胶层厚度:浸渍胶需充分浸透纤维布,胶层厚度宜为 0.2-0.3mm,过厚易产生气泡,过薄影响粘结强度。
优势:自重轻(约 200-300g/m²),几乎不增加结构荷载;施工快(无需大型设备,工期比传统加固缩短 30%-50%);耐酸碱、抗腐蚀,适用潮湿环境。
注意事项:
1、碳纤维布不耐火(超过 60℃强度下降,200℃以上失效),高温环境需配套防火措施。
2、施工时避免纤维吸入(佩戴口罩),胶品需通风操作(防止甲醛等挥发物)。
3、必须由具备资质的施工团队操作,方案需经结构工程师审核,符合《混凝土结构加固设计规范》(GB 50367)。
碳纤维布加固法因高效、经济的特点,成为现代结构加固的主流技术之一,但需严格把控材料质量和施工流程,才能确保加固效果的安全性和耐久性。