【文章內(nèi)容簡介】 建筑物的原貌和使用功能，并可能減小使用空間；適用于具體條件許可的混凝土結(jié)構(gòu)加固。 與混凝土結(jié)構(gòu)加固改造配套使用的技術(shù) 托換技術(shù) 系托梁（或桁架，以下同）拆柱（或墻，以下同）、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱；屬于一種綜合性技術(shù)，由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成；適用于已有建筑物的加固改造工程；此項技術(shù)具有施工時間短、費用低、對生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點，但對技術(shù)要求較高，需由熟練工人來完成，才能確 保安全。 植筋技術(shù) 系一項對混凝土結(jié)構(gòu)較簡捷、有效的連接與錨固技術(shù)；可植入普通鋼筋，也可植入螺栓式錨筋；已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設(shè)計位置的補救，構(gòu)件加大截面加固的補筋，上部結(jié)構(gòu)擴跨、頂升對梁、柱的接長，房屋加層接柱和高層建筑增設(shè)剪力墻的植筋等。 碳化混凝土修復技術(shù)（還不成熟） 系指通過恢復混凝土的堿性（鈍化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術(shù)。 混凝土表層密封技術(shù) 系指采用柔性密封劑充填、聚合物灌漿、涂膜等方法對混凝土進 行防水、防潮和防裂、加固處理的技術(shù)。 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用 6 除混凝土結(jié)構(gòu)之外還有不少建筑物、構(gòu)筑物為砌體結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)同樣有屬于自己的加固方法。 砌體結(jié)構(gòu)的加固同樣也分為直接加固與間接加固兩大類，設(shè)計時，可根據(jù)實際條件和使用要求選擇適宜的方法。 適用于砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法 鋼筋混凝土外加層加固法 該種方法屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點是施工工藝簡單、適應(yīng)性強，砌體加固后其承載力明顯有較大的提高，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生 活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。 鋼筋水泥砂漿外加層加固法 該法同樣是屬于復合截面加固法的一種。其優(yōu)點與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。 增設(shè)扶壁柱加固法 該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但承載力提高有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區(qū)應(yīng)用。 適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法 無粘結(jié)外包型鋼加固法 該法屬于傳統(tǒng)加固方法 ，其優(yōu)點是施工簡便、現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需采用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護措施。 預(yù)應(yīng)力撐桿加固法 該方法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠；適用于加固處理高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固；其缺點是不能用于溫度在 600℃以上的環(huán)境中 砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造性加固與修補 增設(shè)圈梁加固 當圈梁設(shè)置不符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較 差時，應(yīng)增設(shè)圈梁進行加固。 增設(shè)梁墊加固 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用 7 當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現(xiàn)局部豎直裂縫時，應(yīng)增設(shè)梁墊進行加固 [2][6]。 砌體局部拆砌 當房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響承重及安全時，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。 碳纖維材料具有高強度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特點，其抗拉強度是普通鋼筋的十倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。加固、修復混凝土結(jié)構(gòu)所有碳纖維材料主要為兩種：碳纖維材料與配套樹脂。其中碳纖 維的抗拉強度為建筑鋼材的十倍，而彈性模量與鋼材相當，某些（如高彈性）碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上，且施工性能與耐久性良好，是一種很好的加固修復材料；配套樹脂則包括底層樹脂、找平樹脂及粘結(jié)樹脂，前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量，而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個復合性整體，并且共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，達到對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行加固、補強的目的。 傳統(tǒng)加固方法很多種，但每種方法所加固、修復的對象十分有限，可是碳纖維材料卻適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補，就憑這一點，碳 纖維加固技術(shù)就已經(jīng)將傳統(tǒng)的加固技術(shù)遠遠的拋在了后面。碳纖維對梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、煙囪、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)均能加固、修復；另外，碳纖維同樣可以對磚砌體進行加固。具體說來可以但不限制于：利用碳纖維加固公路橋敦結(jié)構(gòu)、對既有鋼筋混凝土煙囪的加固；構(gòu)件抗彎加固、梁柱構(gòu)件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿斷裂加固、砌體的抗震加固、承載力不足加固、樓宇增層加固、框架柱軸壓比超限加固、樓板開裂加固、剪力墻開洞加固、樓面荷載增大加固、橋梁斷裂、舊橋大修加固和水塔加固等等， 另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固 成本 。 碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈（ PAN）基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括 PAN 基碳纖維（高強度型）及瀝青基碳纖維（高彈性型）。 不同類型的樹脂還可以保證其對砼具有良好的滲透作用，例如底涂樹脂；以及對碳纖維片與砼結(jié)構(gòu)的粘接作用，例如環(huán)氧粘結(jié)樹脂等。 嚴格來說僅僅依靠碳纖維片本身并不能充分發(fā)揮其強大的力學特性及優(yōu)越的耐久性能，碳纖維片材中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態(tài)，以此類推，各碳纖維絲 逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用 8 粘結(jié)劑對碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達到加固補強的目的。而此處所說的粘結(jié)劑則是指環(huán)氧樹脂， 因此，環(huán)氧樹脂的性能是重要的關(guān)鍵之一。環(huán)氧樹脂因類型不同而有不同的性能，適應(yīng)于各個部位的不同要求。例如底涂樹脂對混凝土具有良好的滲透作用，能滲入到混凝土內(nèi)一定深度；粘貼碳纖維片的環(huán)氧樹脂易于“透” 過碳纖維片，有很強的粘結(jié)力。依使用溫度的不同，樹脂還分為夏用及冬用類樹脂。 碳纖維片工法中使用了底涂、膩子、浸滲粘著樹脂等三種環(huán)氧樹脂。上述三種環(huán)氧樹脂的使用目的各不相同，其物性標準也不相同。其有關(guān)介紹如下： 底涂 底涂必須確實具有把作用在混凝土表面上的荷載傳遞到碳纖維片上的力學性能。因此粘著強度成為制定其物性標準的重要依據(jù)。 膩子 膩子用于填充混凝土上的微小缺損部分。因此，要求必須具有與混凝土同等以上的壓縮強度。此外，還要求具有較高的壓縮彈性模量。根據(jù)以上理由，制定膩子 的物性標準時主要根據(jù)其壓縮強度及壓縮彈性模量。 膩子與底涂一樣必須具有把因荷載作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實傳遞到碳纖維片上的力學性能。因此剪切強度及粘著強度便成為制定其物性標準的重要依據(jù)。 粘著樹脂 碳纖維片工法系通過向碳纖維片內(nèi)滲透浸滲粘著樹脂、通過固化形成 CFRP。重要 的是固化后的 CFRP 的物性，而浸滲粘著樹脂本身的物性并非重要。但要想獲得良好的CFRP 物性，浸滲粘著樹脂本身的物性確實也有影響。因此制定了最小限度的張拉強度及彎曲強度的物性標準 [7]。 浸滲粘著樹脂除 滲透到碳纖維片內(nèi)、通過固化形成 CFRP 之外，還具有粘著劑的功能。與膩子、底涂同樣，必須具有把因載荷作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實傳遞到碳纖維片上的力學性能。因此剪切強度及粘著強度便成為制定其物性標準的重要依據(jù)。 碳纖維加固的流程一般為： 構(gòu)件表面處理 — 粘貼面基層處理 — 涂底層涂料 — 構(gòu)件表面環(huán)氧膩子修補 — 貼碳纖維片材 — 氧化固話 — 涂裝 其中各步驟操作要點如下 [4,5,7,8]： 混凝土基底處理 （ 1）將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈并達到結(jié)構(gòu)密實部位 ,必要時再用高強水泥砂漿將表面修補完整。 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用 9 （ 2）裂縫修補?？p寬小于 的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂抹密閉；大于或等于 的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。 （ 3）對貼片范圍的定位、劃墨線、按修復、補強設(shè)計要求進行。 （ 4）棱角的部位，用磨光機磨成圓角。圓角半徑宜 30mm，最小不得小于 20mm。 涂底層涂料 （ 1）把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌合均勻，一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準，超過可使用時間不得再用。 （ 2）用滾筒刷均勻地涂抹底層涂料 (含有溶劑的毛刷或用溶劑弄濕了 的滾筒不得使用 )。 （ 3）指觸干燥時間因氣溫不同，一般在 3h 到 1d 之間變化。 （ 4）底層涂料固化后，在構(gòu)件表面有凝結(jié)凸起時，要用砂紙磨光。磨光后若露出混凝土基面，應(yīng)再補涂底層涂料。 （ 5）根據(jù)施工部位的溫度，濕度選擇適當?shù)牡讓油苛?。在氣?5℃以下。相對濕度 RH＞ 85％、混凝土表面含水率在 8％以上，有結(jié)露可能而無有效措施時，不得施工。 構(gòu)件表面的殘缺修補。 （ 1）構(gòu)件表面凹陷部位（蜂窩、麻面、小孔等）應(yīng)用環(huán)氧膩子填平，修復至表面平整。 （ 2）內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩子填補， 使之平順。在殘缺修補中使用環(huán)氧膩子時，要在氣溫 5℃以上，相對濕度 RH＜ 85％的條件下施工。膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋，應(yīng)再用砂紙打磨平整。 粘貼碳纖維片 （ 1）確認粘貼表面干燥，氣溫在 5℃以下，相對濕度 RH＞ 85％時，如無有效措施時不得施工。 （ 2）防止碳纖維片受損。碳纖維片在運輸，儲存。裁切和粘貼過程中，嚴禁受到彎折。因此，貼片前應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸裁切碳纖維片，每段長度一般以不超過 6m 為宜。要使用更長的片材時，除精心防止彎折外，對脫泡（即趕出氣泡）、滲浸過程必須加借謹慎操作 。為防止片材在保管過程中損壞，片材的裁切數(shù)量應(yīng)以當大的用量為準。 （ 3）纖維片縱向接頭必須搭接 10cm 以上。該部位應(yīng)多涂粘結(jié)樹脂。纖維片橫向不需要搭接。 （ 4）粘結(jié)樹脂的主劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時間內(nèi)用完為準。 （ 5）貼片前用滾筒刷均勻地涂抹粘結(jié)樹脂，稱為下涂。下涂的涂量標準如下：200g/m2 的碳纖維片， 400～ 500g/m2； 300g/m2 的碳纖維片， 500～ 600g/m2：涂量是根 南通職業(yè)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）