论文部分内容阅读
【摘 要】碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的，本文讨论了锚喷混凝土加固法加固桥梁的施工技术问题。
【关键词】碳纤维布加固；桥梁；技术
On the CFRP sheet reinforcement Reinforcement bridge construction technology
Chen Zhong-ru1，Zhang Miao-jun2，Zhang Zhong-chao2
（1.Shaoxing Sheng Yuan Environmental Construction Co.， Ltd Shaoxing Zhejiang 312000 ；
2.Zhejiang billion Building Construction Co.， Ltd Shaoxing Zhejiang 312400）
【Abstract】CFRP structural repair technique is a new structural reinforcement technology， which is the use of a resin bonded CFRP material pasted on the concrete surface， the structure and components in order to achieve the purpose of reinforcement， the paper discusses the shotcrete concrete reinforcement reinforcement of the bridge construction technology issues.
【Key words】CFRP；Bridge；Technology
1. 前言
（1）随着我国公路交通事业的不断发展，交通流量不断增加，超载车辆不断出现，公路桥梁负荷日趋加重。而公路桥梁本身在施工过程中受到一些难以控制的不利因素的影响，在建成运营中又受到风、雨、水流的侵袭，温度、湿度变化的影响，通过车辆荷载及冲击的作用，甚至遭到地震、船舶撞击等各种因素的破坏，各地都不同程度地出现了许多危桥，如何对城市旧桥、危桥进行加固维修，是许多工程技术人员面临的问题。本文讨论了粘贴碳纤维片加固法加固桥梁的技术问题。
（2）碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。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，我国起步很晚，但应用已经比较广泛。
（3）当桥梁梁体结构发生了影响刚度和应力（主拉应力、剪应力、弯曲应力）的裂缝时，为提高梁的抗力和防止钢筋进一步锈蚀，可在开裂区相应部位粘贴碳纤维布数层，以达到加固桥梁的目的。
2. 粘贴碳纤维片加固法的施工步骤
粘贴碳纤维片加固法的施工步骤如下：
2.1 施工准备。
2.2 表面处理。
为了得到良好的粘贴效果，应先对有关的混凝土表面进行打磨处理，清除其表面的浮浆、疏松混凝土以及油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，并用压缩空气吹除浮尘，确保混凝土表面干净并保持干燥。
2.3 底层树脂配制及涂刷。
要求底层树脂的正拉黏结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度的1.2倍。用滚筒刷或其他工具将底层树脂均匀涂抹于已处理完毕的混凝土表面，并使底屋树脂有足够的数量和时间使其渗透进原混凝土内2～3 mm，增强混凝土表层，提高混凝土与找平层材料界面的黏结强度。
2.4 找平层树脂配制及找平处理。
要求找平层树脂的正拉黏结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度的1.2倍。要求找平层树脂具有良好的施工性能与触变性能。由于找平层树脂在固化和温度变化时都会产生收缩，这样有可能在胶层内产生内应力，从而降低黏结强度，影响黏结质量的稳定性，甚至导致破坏。为此，在找平层树脂内需加入滑石粉以降低收缩，其重量比例为2：1（找平层树脂：滑石粉）。
2.5 浸渍（粘贴）树脂配制并涂刷。
（1）要求浸渍（粘贴）树脂的正拉黏结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度的1.2倍。其剪切强度、拉伸强度和弯曲强度均应按GB7124-86、GB/T2568—1999、GB/T2570—1999办理。
（2）浸渍（粘贴）树脂在黏结材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布。它的黏度应控制在一定范围内，有利于浸渍（粘贴）树脂顺利地将碳纤维布黏附于混凝土表面，经过碾压，使浸渍（粘贴）树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合性整体，共同抵抗外力作用。
（3）浸渍（粘贴）树脂不仅应具有良好的渗透性，同时还应具有一定的初黏力，防止粘贴的碳纤维布塌落而形成空洞或空隙。并且本身具有良好的触变性，易于施工且不会发生明显的滴淌现象。另外，它与碳纤维的相容性和黏结力必须极好，才能满足碳纤维布和混凝土形成预定的复合材料。
2.6 粘贴片材。
待底胶指触干燥后，再进人本道工序。
依设计尺寸裁剪碳纤维布，应根据现场施工经验和作业空间确定下料长度，若需要进行接长时，接头的长度应根据实际情况而定，一般不得小于15 cm。下料数量应以当天能用完为准。
粘贴碳纤维布时，应依设计位置由上而下、由左至右有序地粘贴，并以滚筒压挤贴片，使碳纤维布与浸渍（粘贴）树脂充分结合，同时以压板去除气泡。
粘贴时应即时观察贴片是否粘贴密实，若发现有间隙或气泡，应及时处理。
2.7 罩面防护处理。
粘贴完碳纤维布后，即在其表面再直接均匀涂抹一层浸渍（粘贴）树脂，自然风干。
确保贴片表面已充分风干结合后，在其表面涂抹罩面胶或采取其他措施处理，以保证各层胶的耐久性。
罩面胶主要是为了施工表面的美观和保护碳纤维布。只要求材料能涂敷在碳纤维布表面而不脱层、不掉落，能长期在冷热干湿的空气中稳定，防止复合材料被紫外线直接照射。它的选择范围较大，丙烯酸体系、聚氨酯体系、不饱和聚酯体系、有机硅体系、有机氟体系等都适合。
3. 粘贴施工安全及注意事项
在进行粘贴碳纤维片加固法施工时应注意以下事项：
（1）现场气温低于50。C及雨天或可能结露时，应停止施工。
（2）片材为导电材料，应尽量远离电源和电器设备；应做好防火等安全措施；应避免片材弯折。
（3）长期使用环境温度不应高于60°C，否则应采取其他加固维修措施。
（4）各种胶黏附在皮肤上时，要用肥皂水冲洗，特别是进入眼内，要立即用水冲洗，或接受医生诊治。
（5）加固所用的碳纤维布及其配套黏结材料均应有厂家所提供的材料检验证明和合格证。
参考文献
[1] 李广慧，桥梁工程，[M]. 郑州：郑州大学出版社，2011.
[2] 周先雁，王解军，桥梁工程（第二版），[M].北京：北京大学出版社，2012.
【关键词】碳纤维布加固；桥梁；技术
On the CFRP sheet reinforcement Reinforcement bridge construction technology
Chen Zhong-ru1，Zhang Miao-jun2，Zhang Zhong-chao2
（1.Shaoxing Sheng Yuan Environmental Construction Co.， Ltd Shaoxing Zhejiang 312000 ；
2.Zhejiang billion Building Construction Co.， Ltd Shaoxing Zhejiang 312400）
【Abstract】CFRP structural repair technique is a new structural reinforcement technology， which is the use of a resin bonded CFRP material pasted on the concrete surface， the structure and components in order to achieve the purpose of reinforcement， the paper discusses the shotcrete concrete reinforcement reinforcement of the bridge construction technology issues.
【Key words】CFRP；Bridge；Technology
1. 前言
（1）随着我国公路交通事业的不断发展，交通流量不断增加，超载车辆不断出现，公路桥梁负荷日趋加重。而公路桥梁本身在施工过程中受到一些难以控制的不利因素的影响，在建成运营中又受到风、雨、水流的侵袭，温度、湿度变化的影响，通过车辆荷载及冲击的作用，甚至遭到地震、船舶撞击等各种因素的破坏，各地都不同程度地出现了许多危桥，如何对城市旧桥、危桥进行加固维修，是许多工程技术人员面临的问题。本文讨论了粘贴碳纤维片加固法加固桥梁的技术问题。
（2）碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，以达到对结构及构件加固补强的目的。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，我国起步很晚，但应用已经比较广泛。
（3）当桥梁梁体结构发生了影响刚度和应力（主拉应力、剪应力、弯曲应力）的裂缝时，为提高梁的抗力和防止钢筋进一步锈蚀，可在开裂区相应部位粘贴碳纤维布数层，以达到加固桥梁的目的。
2. 粘贴碳纤维片加固法的施工步骤
粘贴碳纤维片加固法的施工步骤如下：
2.1 施工准备。
2.2 表面处理。
为了得到良好的粘贴效果，应先对有关的混凝土表面进行打磨处理，清除其表面的浮浆、疏松混凝土以及油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，并用压缩空气吹除浮尘，确保混凝土表面干净并保持干燥。
2.3 底层树脂配制及涂刷。
要求底层树脂的正拉黏结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度的1.2倍。用滚筒刷或其他工具将底层树脂均匀涂抹于已处理完毕的混凝土表面，并使底屋树脂有足够的数量和时间使其渗透进原混凝土内2～3 mm，增强混凝土表层，提高混凝土与找平层材料界面的黏结强度。
2.4 找平层树脂配制及找平处理。
要求找平层树脂的正拉黏结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度的1.2倍。要求找平层树脂具有良好的施工性能与触变性能。由于找平层树脂在固化和温度变化时都会产生收缩，这样有可能在胶层内产生内应力，从而降低黏结强度，影响黏结质量的稳定性，甚至导致破坏。为此，在找平层树脂内需加入滑石粉以降低收缩，其重量比例为2：1（找平层树脂：滑石粉）。
2.5 浸渍（粘贴）树脂配制并涂刷。
（1）要求浸渍（粘贴）树脂的正拉黏结强度≥2.5 MPa，且大于被加固混凝土抗拉强度的1.2倍。其剪切强度、拉伸强度和弯曲强度均应按GB7124-86、GB/T2568—1999、GB/T2570—1999办理。
（2）浸渍（粘贴）树脂在黏结材料中起着至关重要的作用，它连接底胶与碳纤维布。它的黏度应控制在一定范围内，有利于浸渍（粘贴）树脂顺利地将碳纤维布黏附于混凝土表面，经过碾压，使浸渍（粘贴）树脂很容易浸透碳纤维布，形成一个复合性整体，共同抵抗外力作用。
（3）浸渍（粘贴）树脂不仅应具有良好的渗透性，同时还应具有一定的初黏力，防止粘贴的碳纤维布塌落而形成空洞或空隙。并且本身具有良好的触变性，易于施工且不会发生明显的滴淌现象。另外，它与碳纤维的相容性和黏结力必须极好，才能满足碳纤维布和混凝土形成预定的复合材料。
2.6 粘贴片材。
待底胶指触干燥后，再进人本道工序。
依设计尺寸裁剪碳纤维布，应根据现场施工经验和作业空间确定下料长度，若需要进行接长时，接头的长度应根据实际情况而定，一般不得小于15 cm。下料数量应以当天能用完为准。
粘贴碳纤维布时，应依设计位置由上而下、由左至右有序地粘贴，并以滚筒压挤贴片，使碳纤维布与浸渍（粘贴）树脂充分结合，同时以压板去除气泡。
粘贴时应即时观察贴片是否粘贴密实，若发现有间隙或气泡，应及时处理。
2.7 罩面防护处理。
粘贴完碳纤维布后，即在其表面再直接均匀涂抹一层浸渍（粘贴）树脂，自然风干。
确保贴片表面已充分风干结合后，在其表面涂抹罩面胶或采取其他措施处理，以保证各层胶的耐久性。
罩面胶主要是为了施工表面的美观和保护碳纤维布。只要求材料能涂敷在碳纤维布表面而不脱层、不掉落，能长期在冷热干湿的空气中稳定，防止复合材料被紫外线直接照射。它的选择范围较大，丙烯酸体系、聚氨酯体系、不饱和聚酯体系、有机硅体系、有机氟体系等都适合。
3. 粘贴施工安全及注意事项
在进行粘贴碳纤维片加固法施工时应注意以下事项：
（1）现场气温低于50。C及雨天或可能结露时，应停止施工。
（2）片材为导电材料，应尽量远离电源和电器设备；应做好防火等安全措施；应避免片材弯折。
（3）长期使用环境温度不应高于60°C，否则应采取其他加固维修措施。
（4）各种胶黏附在皮肤上时，要用肥皂水冲洗，特别是进入眼内，要立即用水冲洗，或接受医生诊治。
（5）加固所用的碳纤维布及其配套黏结材料均应有厂家所提供的材料检验证明和合格证。
参考文献
[1] 李广慧，桥梁工程，[M]. 郑州：郑州大学出版社，2011.
[2] 周先雁，王解军，桥梁工程（第二版），[M].北京：北京大学出版社，2012.