親愛的各位朋友們，你還在為不知道植筋錨固的施工流程與注意事項而煩惱嗎?相信這也是廣大消費者最關心的問題。別慌，接下來南京加固公司的小編給大家淺析碳纖維材料在橋梁加固中的應用，闡述碳纖維加固機理及其在橋梁加固中的施工工藝，展望了碳纖維在橋梁加固和建設中的發(fā)展前景。希望能夠給大家的生活帶來幫助哦!

淺析碳纖維材料在橋梁加固中的應用

  1. 碳纖維加固技術及其在橋梁加固中的地位

  碳纖維復合材料加固修復混凝土結構技術是近年來在發(fā)達國家興起的應用于加固的新型技術，這種技術是將高性能高彈性模量的碳纖維應用于土木工程，從而達到對混凝土構件修復、補強和加固的目的。隨著行車密度和車輛荷載的增加，許多在役橋梁出現了不同程度的損壞，影響到了橋梁的安全使用，而橋梁的建造費用昂貴，將這些橋梁拆除重建是不現實的，所以采用一種適合橋梁的修復加固技術是必要的。

  2.碳纖維加固機理和特點

  2.1 碳纖維加固機理

  碳纖維布沿纖維方向具有很高的強度，它是一種正交異性材料。在單向加固情況下，通常沿加固混凝土梁體的縱向布置碳纖維布的主拉應力方向，這就與主鋼筋的受力方向一致，碳纖維布粘貼在梁體受拉區(qū)，其作用與受力鋼筋相當，碳纖維和混凝土加固構件通過粘結層傳遞剪應力和粘結正應力。碳纖維片材的纖維方向與受力方向相同時，其強度最高，纖維方向與受力方向垂直時，其強度最低。用環(huán)氧樹脂將抗拉強度極高的碳纖維片材粘貼于混凝土表面，等樹脂固化后，混凝土結構和樹脂固化后的碳纖維形成新的受力復合體，使得有外力時，碳纖維片材和鋼筋一起承受，由于碳纖維片材分擔了一定量的荷載，從而大大降低了鋼筋的應力。由于碳纖維具有的高抗拉強度、高彈性模量和與鋼筋差不多的伸長率，使得鋼筋和碳纖維能夠更好地協同工作。

  2.2 碳纖維加固的優(yōu)點

  (1) 化學及物理性能穩(wěn)定

  碳纖維具有良好的防水能力，同時也具有很好的抗酸、堿及紫外線的能力，適宜在不同的氣候條件下使用。所以碳纖維適合在惡劣的環(huán)境中工作，用于橋梁加固時，可以有效地延長橋梁結構的使用壽命。

  (2) 力學性能優(yōu)越

  碳纖維片材主要用于混凝土橋梁構件和節(jié)點的加固補強，能夠明顯提高構件的抗彎、抗剪和軸向承壓能力。而且碳纖維還有抗震、抗風、抗疲勞的性能，在撓度和裂縫控制方面，碳纖維也能起到一定的作用。因此被廣泛地應用于橋梁和房屋等構筑物和建筑物的加固工程里面。

  (3) 施工工序簡單

  碳纖維片材可適應不同的構件形狀，成型方便，從而降低了施工難度，縮短了施工工期。碳纖維片材加固工藝簡單，無需大型設備、模板及支撐，所需工作面很小，不受施工空間的限制，在橋梁內部工作空間受到限制的情況下，采用此方法是最佳的選擇。

  (4) 節(jié)省材料，減輕重量

  碳纖維片材的拉伸強度為2400 ～ 3000MPa，與普通碳素鋼板拉伸強度240MPa 相比，其拉伸強度較高。碳纖維片材的單位比重也要比鋼材低很多，從而減小了結構的重量和體積，節(jié)省了材料。混凝土結構外形無需改變，用所需的色料涂裝很方便，而且不會留下任何涂抹痕跡。這是其它加固補強方法所無法比擬的。

  3· 碳纖維在橋梁中的施工技術和工藝

  3.1 基底混凝土處理

  (1) 裂縫處理

  將碳纖維片材沿裂縫的垂直方向粘貼。寬度小于0. 2mm 的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂抹封閉;大于0. 2mm 的用環(huán)氧樹脂灌縫; 大于1mm 的裂縫，需要對主梁先進行灌膠處理。

  (2) 面層處理

  混凝土表面的劣化層( 如浮漿、風化層、雜物、剝落塊等) 要用砂輪機或噴嘴機進行打磨和清除，粉末和灰塵也要進行及時的清理; 凸出部分要磨平;轉角部分要進行倒角處理。表面有鋼筋外露的情形，要進行防腐蝕處理，再用強度相當的環(huán)氧樹脂進行修補，以確保表面平整。需要用水進行清洗的，必須使其充分干燥后，方可進入下一道工序。

  3.2 涂底層涂料

  為了使碳纖維片材與構件粘貼的更好，需在構件表面涂刷一層底膠。首先確定好一次性使用的涂料用量，將涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量后混合于同一攪拌器內，進行充分的攪拌，一次的拌和量應在規(guī)定的使用時間內用完。若放置時間太久，應禁止使用，以確保粘結質量。用刷子將涂料均勻地涂到構件表面，并使其完全滲入到混凝土中。如果施工環(huán)境的溫度較低，不應涂抹太厚，底膠硬化后，凸起的部分要進行調平打磨。等到指觸干燥后，方可進入下一道工序。

  3.3 進一步修補粘貼面

  橋梁構件表面通常會存在一些空洞缺陷，而且凸出部分單獨用滾輪機械磨平并不能達到很好的效果，在粘貼碳纖維片材的時候，會出現氣泡和褶皺，降低粘貼使用的效果。所以在底層涂料干燥后，會在打磨的基礎上用粘結膩子再修復一下構件表面。在上一層干燥后，方可進行下一層的涂抹。

  3.4 碳纖維片材的粘貼

  待修復的構件表面干燥后，就可以進行碳纖維片材的粘貼。依照實際所需要的碳纖維片材的大小，用剪刀、刀子依所設計的尺寸進行裁剪，為了減少和避免保管期間的損耗，應按照實際使用的數量進行裁剪。

  將環(huán)氧樹脂的主劑和硬化劑按比例混合于攪拌容器中，充分的攪拌一定時間。一次的攪拌量為可用時間內實際工程所需要的數量，超過可使用時間的材料，不可繼續(xù)使用。

  用輥子、塑料刮刀和刷子將配置好的環(huán)氧樹脂涂抹于混凝土構件的表面上，將構件表面和碳纖維布的粘貼面緊密結合在一起，用滾筒沿同一方向滾壓以除去碳纖維布下的氣泡，以保證碳纖維布與構件的粘貼質量。為保護碳纖維材料不受到損壞，可在加固構件的表面再加一層防護層。

  4.碳纖維在橋梁工程中的發(fā)展前景

  由于碳纖維具有抗酸、堿、鹽等優(yōu)良特性，加之質量輕、強度高、彈性模量高、隔熱、耐腐蝕等優(yōu)點，國際上很多國家從80 年代后期就將其作為鋼筋、預應力鋼材的替代材料加以研究，并陸續(xù)將其作為PC橋梁建設中的張拉材料和既有橋梁的加固材料。在橋梁混凝土構件中，碳纖維可以與鋼筋共同工作或者碳纖維可以代替鋼筋單獨在構件中起作用。目前很多橋梁和房屋構件內部已經使用了碳纖維，從而減少了建筑的體積和重量，減小了地震破壞系數，縮短了施工工期，節(jié)約材料，安全可靠。在未來的橋梁建設中，碳纖維可用于大跨度的橋梁構件中，并能解決許多在以往橋梁建設中無法克服的困難，比如構件的高強度和重量之間的關系，解決橋梁未達到設計年限就損壞的問題，延長橋梁的使用壽命，克服橋梁構件在一些特殊環(huán)境中不耐腐蝕等現象?？傊?，碳纖維材料將在以后的橋梁加固、甚至在橋梁建設中占有一席之地。

  5. 結語

  碳纖維由于其特有的性質、施工工序和加固后的良好效果，而被廣泛使用。面對著越來越成熟的使用環(huán)境，碳纖維的價格也在逐漸下降，所以在橋梁加固中，碳纖維越來越受到人們的關注。相信在不久的將來，碳纖維會在橋梁加固和建設中發(fā)揮出更大的作用。