长春碳纤维加固价格

上海毅实建设集团有限公司

碳纤维加固 随着我国**和国民经济建设的飞速发展，车流量不断增加，面对随之增加的重型车辆，老式城市桥梁的承载能力捉襟见肘，拆除重建费用高对地方财政负担过大。据统计，我国现有的桥梁中有40%以上需要分期分批进行检测评估和加固维修。我国不断完善城市交通基础建设，这为桥梁加固带来了**的发展机遇。 

　　由此可见，加大对桥梁结构的维修加固的投入是公路交通行业发展到一定程度后的必然趋势。我国也将再今后的公路交通建设当中对桥梁的维修加固投入更多的资金。桥梁加固这一领域未来的发展道路会越来越宽广。 

　　1 碳纤维的材料特性 

　　碳纤维材料是人造高新材料，它具有优异的力学性能及稳定性。这种材料适用于混凝土结构的维修加固。碳纤维它是一种纤维状的碳材料。它是在经过几千度的高温下经特殊工艺制造出来的高科技材料产品。碳纤维材料具有耐老化、强度高、轻量质、抗、物理性能较其稳定等优点。它的拉伸强度可以达到钢材的7-10倍，但是它的比重仅为钢材的25%不到。 

　　碳纤维材料成品呈黑色细丝状，它的丝状直径仅有7μm，但是较易折断，不能单独使用。只有把碳纤维浸渍树脂后，采用特殊工艺将其制成纤维定向排列的复合材料后才能应用。一般成品片材又分为碳纤维布和碳纤维板。碳纤维布的随意性优于碳纤维板。 

　　碳纤维材料根据生产工艺方式和原材料的不同，可以分为沥青基碳纤维和聚丙烯腈基碳纤维。沥青基碳纤维是把煤焦油或石油沥青抽丝后经高温烧结而形成的纤维材料，属于高弹性模量型材料。聚丙烯腈基碳纤维是把聚丙烯腈基纤维在惰性气体中高温加热所获得的纤维材料，属高强度型材料。我们应根据工程实际选择合适的碳纤维材料，以达到很好的施工效益。 

　　2 碳纤维材料加固的优越性 

　　2.1 化学稳定性 

　　碳纤维材料的化学稳定性能优异。该材料具有很强的抗性、抗碱性、抗性、抗紫外线和防水等功能。同时它也具有良好的适应温度稳定性。 

　　2.2 物理力学性能 

　　碳纤维材料的物理力学性能优异。该材料的优异的物理力学性能使它可以有效应用于结构物的抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的补强工程，并且可以取得优异的加固补强效果。 

　　2.3 轻质、高强 

　　碳纤维材料的质量轻、强度高，用它加固的结构体可通过装饰后，不留加固痕迹，不影响结构体外观。 

　　2.4 施工工艺简单 

　　粘贴碳纤维材料加固混凝土技术的施工工序非常简单、便捷。当它在加固施工时不需要启用大型工程器械，仅需要采用小型电动工具操作。所以它在施工时工种少，用工少，工期短，进度快等优点。 

　　3 碳纤维加固的施工方法 

　　1需要加固的混凝土结构基面要求：碳纤维布加固混凝土结构技术是依赖碳纤维布与结构表面的粘贴有效率，所以要求基面的混凝土强度等级不得低于C15。同时要求被加固混凝土结构具有良好的保护层，并且基面要求平整。 

　　2碳纤维布的粘贴：碳纤维布加固混凝土构件时，要求采用薄布多层的粘贴方法，从而确保与粘结材料充分浸润。 

　　对于受弯构件，很好在受拉区沿轴向粘贴碳纤维布进行加固，并且在主纤维方向的断面端部附近进行必要的锚固处理措施。 

　　3碳纤维布的搭接与截断：粘贴碳纤维布加固混凝土时，很好不要沿主纤维方向的搭接，特别是用于受拉构件和弯拉构件受拉区的加固。 

　　4工程中选用的碳纤维布及其配套粘结材料，必须有厂家所提供的材料检验证明和合格证。 

　　4 碳纤维加固的质量控制 

　　4.1 粘贴结材料的配合比控制 

　　粘贴用胶结材料的配合比必须严格控制，它是粘贴加固质量和效果能否得到保证的关键环节，在配料时要求严格按使用配合比备料，在有条件的地方很好先进行粘结试验，将配合比不能达到加固设计对胶结材料的使用要求时，不允许应用于施工。 

　　4.2 施工温度控制 

　　环氧树脂在低温条件下固化比较缓慢，一般直选择在15o-28o的温度条件下进行施工。如果遇到在气温较低时施工，必须采取加温养护措施，譬如用紫外线灯烘烤。 

　　4.3 应保持成型所需要的压力 

　　混凝土梁板加固时，大多数都是在梁的底面进行，由下而上进行粘贴。如果成型时施加的压力不足，就会造成与混凝土之间粘合不够紧密，导致补强层材料发生脱落，会影响加固的效果。 

　　4.4 粘贴控制 

　　涂胶要求涂抹均匀，为避免形成空洞或脱胶，要用力将产生的气泡挤出刮平，否则将会影响到混凝土结构的加固效果，导致某些部位粘结不好，造成在混凝土结构使用过程中这些部位出现应力集中的现象，引起混凝土结构的破坏。 

　　5 碳纤维加固的实例 

　　5.1 项目概况 

　　塘沥中桥地处东莞市凤岗镇塘沥村旁，位于东莞市S250公路上。该桥上部结构为钢筋混凝土简支T梁，跨径组合为3×16m，，桥宽31m。原桥设计活载标准为为汽车-15级，挂车-80，人群荷载3.0kN/m2，由于交通发展需要，将设计活载提高为汽车-20级，挂车-100，人群荷载3.0kN/m2。 

　　5.2 原桥结构承载能力验算 

　　表19#梁加固前承载能力状态计算结果（汽-15，挂-80）  

　　表29#梁承载能力状态计算结果（汽-20，挂-100） 　　 

　　由此可见，该桥在提高车辆荷载等级以后，承载能力由富裕6.5%变到不足-6.6%，承载能力不足将影响行车安全，该桥梁需要进行加固维修提高承载能力。 

　　5.3T梁加固措施 

　　在全桥T梁在腹板底部外包粘贴碳纤维布加固，如下图 　 

　　图1T梁粘贴碳纤维布加固示意图 

　　5.4加固后承载能力验算 

　　表 39#梁加固后承载能力状态计算结果（汽-20，挂-100） 　 

　　本次采用碳纤维布加固方法有效的提高T梁承载能力，满足桥梁提载的要求。 

　　6 结论与建议 

　　由于桥梁设计过程中受远期规划、施工等因素的影响，目前国内许多现有桥梁已不能满足使用要求，需要进行加固处理。新型材料碳纤维在我国引进和应用于粘贴碳纤维加固混凝土的技术时间不长，但其优异的性能在桥梁结构加固工程中得到充分的体现，该项技术将在越来越多加固项目中得到应用。 

碳纤维加固 自上世纪七十年代末初期，欧洲进行纤维增强复合材料（FRP）在土木工程应用研究以来，具有较好的比强度和比刚度、优秀耐性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料（CFRP）应用更多。混凝土桥梁结构的粘贴碳纤维板技术在加固中具有不中断交通，且工期短，人工少的优点。所以扩展该项技术开展了配有大偏心CFRP体外束预应力混凝土连续梁桥体系应用研究，是本世纪新型桥梁建设方向之一。

1 碳纤维材料的基本特性 碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维，单向排列成束，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布，统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面，树脂固化后与原构件形成新的受力复合体，共同工作。

1.1 碳纤维片材 

　　片材碳纤维材料的拉伸强度在（2400～3400）MPa之间，与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比，片材的拉伸强度很高。片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同，碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高，但其伸长率较低。相比之下，碳纤维片材的单位重比钢材低许多，说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定，本身不会受碱及各类化学介质的，有良好的耐寒和耐热性。 

1.2 配套树脂类粘结材料 混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料，用于渗透过混凝土表面，促进粘结并形成长期持久界面的基础；油灰，用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材；浸渍树脂或粘结树脂，前者用于碳纤维布粘贴，后者用于碳纤维板粘贴。浸渍树脂或粘贴树脂是将碳纤维片粘附于混凝土构件表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作的关键，因此，树脂同混凝土的粘贴强度大于混凝土的拉伸强度和剪切强度。就公路混凝土桥梁用碳纤维片材加固技术而言，环氧树脂在不同施工环境温度下固化性能有十分重要的意义，因为这涉及到粘贴工作质量与如何尽量减少桥上正常交通中断时间紧密相关。采用专配的环氧树脂材料，在混凝土施工表面温度（10～40）摄氏度时，粘贴环氧树脂固化时间约15小时以上，但粘贴后就可以使用的时间为45分钟以上，专配的环氧树脂材料的这一性能是适合混凝土桥梁的加固工作。 

2 粘贴碳纤维片材加固施工技术 

2.1 面层处理 混凝土表面的劣化层（例如风化、游离石灰、脱模剂、剥离的砂浆、粉刷层、污物等）必须用砂轮机去除并研磨。用空气喷嘴、砂轮机与毛刷将待补强区的粉尘及松动物质会除，用水洗净后，必须使其充分干燥。 

2.2 断面修复 将混凝土面层的不良部分（例如剥落、孔隙、蜂窝、等）清除。若有钢筋外露情形，必须先做好防蚀处理，再以强度相等或大于混凝土的环氧树脂砂浆材料修补。裂缝以环氧树脂灌注。裂缝或打除部分若有漏水情形时，应先做好止水、导水处理。 

2.3 表面修正 表面平整度凸出部分（小突起等）以切割机或砂轮机将其铲除并使其平滑。凹陷部分（打除部分）以环氧树脂或树脂砂浆填补。转角处需研磨至凸角 R=20毫米（R一曲率半径）以上，凹角则以树脂砂浆填补。 

2.4 底层涂料 气温在5摄氏度以下，雨天或RH>95%时，不可施工。施工范围的温度、湿度确认后，选用适当的底层涂料。施工现场空气应十分流通，严禁烟火。施工时必须要穿带保护装备（口罩、护目镜及橡皮手套）。 

2.5 碳纤维片材的粘贴 纤维贴片预先以剪刀、刀子依所设计的尺寸大小裁好。依使用量剪裁尺寸、长度在2米以内很适当。为防止保管期间的破损，裁剪数量只裁所需使用的数量。施工面底漆的干燥程度可以指触确认。底漆施工过1星期以上时，应以砂轮机磨平。将环氧树脂的主剂（A剂）和硬化剂（B剂）依所规定的配比放置于拌合桶中，使用电动搅拌机，使其均匀的混合（约2分钟）。一次的拌合量为在可使用时间的施工量，过可使用时间的材料，不可使用。环氧树脂用毛刷滚轮平均涂布（涂布底漆上）。涂布量随施工面的表面粗糙程度会有所变化，转角部分要多涂。强化纤维粘贴于树脂涂布面后，以毛刷滚轮和橡皮刮板顺着纤维方向用力推平，使树脂浸透并去除气泡，纤维（长向）方向的搭接长度至少要留10厘米，短向则不用留。粘贴后放置30分钟，若纤维有浮出或脱线情形发生时，以滚轮或橡皮刮板压平修正。两层以上的强化纤维相叠贴时，重复步骤。施工现场空气应十分流通，严禁烟火。施工时必须要穿戴保护装备（口罩、护目镜及橡皮手套）。

 3 粘贴碳纤维片材加固桥梁的应用 粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁技术在欧洲、美国、加拿大和日本已经广泛应用，并且进行了深入的研究。我国在这方面的工程实践也是在二十世纪九十年代中期才开始，就我国公路混凝土桥梁有关粘贴碳纤维片材加固新技术应用推广的问题做如下讨论。 

（1）粘贴碳纤维片材加固混凝土桥梁是一项新技术，使得粘贴加固法成为公路桥梁快速加固方法，适合公路桥梁加固期间尽量不影响桥梁正常营运的要求。碳纤维片材轻、现场粘贴*重型设备、施工便利，便于桥下的高空作业，可在公路桥梁上推广应用。 

（2）对于公路旧混凝土桥梁的加固方法，在工程上应用效果较好的是综合法，即以某种加固方法为主，辅以其它方法，这必须依照桥梁现场的外观检查和技术状况评定，加固设计要求而定。目前，粘贴碳纤维片材加固方法往往辅以裂缝灌浆、裂缝封闭等方法。 

（3）我国目前在工程中采用的碳纤维片材材料及配套树脂类粘结材料，是以国外进口材料为主，国产产品较少，且产品的匀质性及低树脂含量等技术指标上还有差距。这样，进口的材料单价就显高，这往往影响技术的经济决策。因此，除了应尽快采取先进技术及措施使国产产品提高质量外，在碳纤维片材加固技术应用中，应当更多从加固效果，耐久方面来考虑桥梁加固后正常运营效益与经济性。 

（4）在国外先进国家的科学研究工程实践基础上，结合我国公路旧桥的加固维修特点与经验，尽快编制碳纤维片材加固技术的指南，以指导工程应用。 碳纤维片材加固补强公路混凝土桥梁是粘贴加固新技术，需要结合我国的工程特点进行深入研究和不断提高，使我国公路旧桥加固维修技术达到新的水平。 

　　粘贴碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术，已经得到较为广泛的应用，并已产生较大的经济效益；在混凝土结构的加固中，碳纤维布主要是分担钢筋的受力，即碳纤维布的主要作用是提高结构构件的抗拉强度，那么在其它的结构中，碳纤维布比较优良的起到了加强抗拉强度的作用。