纤维布范文第1篇

Abstract： Carbon fiber reinforcement technology not only can improve the shear and bending capability of the structure， and also its construction is simple and convenient. This paper， combined with engineering examples， describes construction process of reinforcing concrete beams by carbon fiber reinforcement technology and quality control technology.

关键词： 碳纤维布；加固；施工技术

Key words： carbon fiber；reinforcement；construction technology

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0099-02

1 工程概述

某市医院外科住院大楼工程为十一层钢筋砼框架结构，砼设计强度地下室至六层为C40，六层以上为C30。一至三层砼施工完毕后，由于种种原因，砼标准养护的试块28天强度未达到设计要求，经检测单位回弹、取芯检测仍未达到设计要求。设计人员根据回弹结果对结构局部框架梁、柱验算表明，结构不能满足设计要求，必须加固处理。

2 加固方案的选择和加固计算

2.1 加固方案的选择 项目经理部组织设计等多家相关单位对多种加固方案进行分析比较，鉴于碳纤维布加固具有强度高（强度约为普通钢材的10倍），耐腐蚀性及耐久性好，自重轻（约300g/m2），易于裁剪，适用范围广，施工简便（不需大型施工机械及周转材料），施工工期短等优点，最终确定采用碳纤维布加固。

2.2 加固计算 ①碳纤维布加固砼梁抗弯验算如表1。②碳纤维布加固砼梁上端支座抗剪验算如表2。

3 碳纤维布加固材料技术指标

所有材料的选用均参照《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006的技术要求。

3.1 碳纤维布 选用上海怡昌碳纤维材料有限公司生产的同固牌碳纤维布及碳纤维布粘贴专用胶。碳纤维布规格：200g/m2，幅宽10～60cm，厚度0.167mm，碳纤维布的主要技术指标如下：弹性模量≥2.4×105MPa；抗拉强度≥3400MPa；延伸率≥1.77%。

3.2 粘贴用胶（底胶、修补胶、面胶）技术指标粘贴用胶主要技术指标如下：①底胶：拉伸剪切强度≥14MPa；正拉粘结强度≥2.5MPa。②修补胶：抗拉强度≥30MPa；抗弯强度≥40MPa；正拉粘结强度≥2.5MPa。③面胶：抗拉强度≥40MPa；拉伸剪切强度≥14MPa；受控弹性模量≥2500MPa；弯曲强度≥40MPa；正拉粘结强度≥2.5MPa；延伸率≥1.5%。

4 施工工艺

4.1 施工工艺流程如图1

4.2 碳纤维布粘贴的构造要求 ①采用粘贴碳纤维织物加固工艺的砼承重结构构件其砼强度等级不应低于C15。②砼构件粘贴部位的含水率不应大于4%，环境温度不应小于5℃，否则应采取一定的处理措施。③砼粘贴表面需进行打磨处理，应达到平整度5mm/m，构件转角粘贴处要打磨成圆弧状，圆弧半径应不小于20mm。④碳纤维布粘贴采用连续法施工工艺，允许搭接，搭接长度不小于10cm，碳纤维布在加固区段外的锚固长度规定如下：对受拉区，不应小于200d，且不应少于600mm；对受压区，不应小于180d，且不应少于480mm。（d为高强度复合纤维增强布的厚度）。

4.3 施工准备 ①量测记录梁的实际尺寸，砼表面的凹凸或破损状况、表面龟裂状况，现构件上的附属物情况，周围有无水、粉尘、外来物之污染。同时对影响梁加固的障碍物进行清除，确保梁底有30cm以上作业空间。②粘贴定位。根据图纸内容在需加固的砼梁、柱表面定位，保证粘贴的准确性。

4.4 砼表面机械打磨 ①根据定位打磨梁底、梁面、柱周围待粘贴砼表面，用角向手提砂轮机安装金刚石磨片打磨，使碳纤维布能平滑地贴附于梁、柱表面，以避免碳纤维布折角处造成应力集中。②待底面打磨平整后，将待粘贴面清理干净。

4.5 基面处理 用麻布将待贴布砼表面揩净，并充分干燥。

4.6 涂刷底胶 ①按胶水配比甲：乙=3：1（重量比），配制搅拌均匀。②用涂料辊筒将纤维胶均匀涂刷在砼表面。

4.7 批补修补 ①手摸不粘手时，即可涂刷修补（约2小时）。②按修补胶配比甲：乙=3：1（重量比），最取各组分配制粘贴用胶，搅拌均匀。③对于特别不平处在加固前用批刀将修补材料满批在砼表面，手摸无高低不平为止，填补时需将小槽处碎砼及浮屑清除掉并用麻布擦拭干净。

4.8 涂刷面胶 ①手摸不粘手即可涂刷面胶（约2小时）。②按面胶配比甲：乙=3：1（重量比），量取配制，并搅拌均匀。③用涂料辊筒将面胶均匀涂刷在处理好的砼表面上，抹成厚为1mm左右的纤维粘结剂，且应为中间厚边缘薄。

4.9 按设计图纸要求裁剪碳纤维布 ①砼表面处理完后，先根据位置放样剪切碳纤维布。②剪切时沿碳纤维布轴向裁剪，并卷好。

4.10 粘贴碳纤维布 ①将裁剪成料的碳纤维布粘贴在面胶上，并应拉紧、压实、赶平，不能留有气泡和皱褶，边放布边用专用辊筒沿碳纤维布方向压布辊实、来回滚压，挤出气泡使树脂充分漫渍碳纤维布，直到面胶浸透布并渗到布外层为止，等待固化。②施工过程中必须使得每束纤维布不打折，均处于拉紧状态。每层粘贴质量自检合格后，方可再贴下一层碳纤维布，同时重复以上步骤。③粘贴完后，再在表面用毛辊筒涂刷一层碳纤维粘结剂，自然固化。最后检查粘贴是否密实。

4.11 表面处理 确保粘贴密实后，在外表层均匀洒上一层细砂，以利今后粉刷。如无粉刷则此工序可省略。

5 质量检验及验收标准

①纤维产品应按设计图纸要求选用，技术指标必须符合有关规定，所用纤维产品应有产品质保书及复检报告。②粘结胶料应按设计要求选用，符合基本性能要求，所用胶料产品应有质保书及复检报告。③施工质量检验及验收标准（表3）。

6 结论

通过对某市医院外科住院大楼工程的炭纤维布的施工实践，碳纤维布加固钢筋混凝土结构技术具有裁剪简便，施工方便，工期短，质量可靠等优点。工程自2012年11月12日加固完毕后至今，使用良好。

参考文献：

[1]CECS25：90，混凝土结构加固技术规范[S].

[2]JGJ116-98，建筑抗震加固技术规程[S].

[3]CECS146：2003，碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程[S].

纤维布范文第2篇

【关键词】碳纤维布；桥梁加固施工；应用

一、 碳纤维布加固的特点

碳纤维布加固原理是将碳纤维布，采用高性能的碳纤维配套树脂浸渍胶粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。与传统的粘钢法等其他加固工艺相比，采用碳纤维布加固桥梁具有以下几个方面的优点：

1、采用碳纤维布加固法不增加恒载及断面尺寸，不影响结构的外观，不减小桥下净空；碳纤维布的自重一般为150-450g/m2，厚度为0.111-0.167mm，对整个结构重量及桥下净空的影响微乎其微，可忽略不计。

2、可适应不同结构的外表尺寸，成型方便，特别对于斜、弯、坡及异型结构的加固，若采用传统的粘钢法等加固措施，施工难度大，而采用碳纤维布加固法，因碳纤维布的随型性极强，可以随结构外形变化任意施工。

3、对原结构不会产生新的损伤，碳纤维加固补强系采用配套树脂等粘结材料，不需要设置锚固螺栓和开凿混凝土等，因而不会对已经损伤的结构产生新的破坏。

4、碳纤维布具有优良的耐化学腐蚀性，由于加固只使用碳纤维布和配套树脂，因而具有耐酸、碱、盐和大气环境腐蚀等性能。

二、碳纤维布加固的主要材料要求

2、碳纤维布浸渍、粘结用胶黏剂必须采用专门配置的改性环氧树脂胶黏剂，其安全性能指标应满足：抗拉强度不小于40Mpa，抗压强度不小于70Mpa，受拉弹性模量不小于2500Mpa，伸长率不小于1.5%，与混凝土的正拉粘结强度不小于2.5Mpa，且为混凝土内聚破坏。

3、粘帖碳纤维布底胶和修补胶应与浸渍、粘结胶黏剂相适配，其安全性能指标应满足：与混凝土的正拉粘结强度不小于2.5Mpa，且为混凝土内聚破坏。

4、混凝土裂缝修补胶的性能应满足：抗拉强度不小于20Mpa，抗压强度不小于50Mpa，受拉弹性模量不小于1500Mpa，在规定压力下能注入宽度0.1mm裂缝。

5、压条钢板采用Q345-C级钢，屈服强度345Mpa，抗力强度470-630Mpa；压条钢板的连接采用M16锚栓，要求为6.8级高强合金钢锚栓，抗拉强度标准值600Mpa。

三、工程实例

1、工程概况

西汉高速跨西余铁路大桥位于西汉高速公路K1124+642，桥长566米，为28-20米预应力混凝土连续箱梁，下部结构为双柱式墩，埋置式桥台，钻孔灌注桩基础，设计荷载为汽车-超20，挂车-120，2002年12月建成通车。经过近10年的使用，该桥局部出现箱梁梁底、翼缘板、腹板纵向裂缝等病害，为确保桥梁的使用安全，运营单位决定进行加固维修。

2、主要方案

主要采用裂缝修补和粘贴碳纤维布的方案。一是对箱梁底板、腹板、翼缘板纵向裂缝病害进行裂缝处理。处理原则为：0.1-0.15mm（不含0.15）宽度裂缝进行表面封闭处理，0.15mm及以上宽度裂缝进行注胶处理。二是对箱梁腹板竖向裂缝病害，在梁底和梁腹板同时粘贴碳纤维布，梁底粘贴3层，宽度1m，长度8-10m，碳纤维布对称于跨中粘贴；梁腹板两侧粘贴2层纵向碳纤维布，宽度0.25m，长度10m。

四、碳纤维布加固施工工艺

1、施工技术要点

（1）混凝土表面处理

清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层；被加固构件表面打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。并用修复材料将表面修复平整；应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理；表面打磨后，用强力吹风器或吸尘器将表面粉尘彻底清除，并保持干燥。

（2）配制并涂刷底层树脂

按产品生产厂提供的工艺规定配制底层树脂；采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。宜在底层树脂表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。

（3）粘贴面找平处理

使用找平材料找平，宜在找平材料表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。

（4）碳纤维布剪裁

按设计规定尺寸剪裁碳纤维布，切记必须满足设计尺寸，严禁斜切碳纤维布，并防出现拉丝现象；保证剪裁后的碳纤维布方向与粘贴部位的方向一致；剪裁成型的碳纤维布注意保护洁净不受污染。

（5）配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂

配制粘结剂前应仔细阅读其使用说明书；按粘贴面积确定每次用量，以防失效浪费；严格按重量比计量使用配制；按厂家配合比和工艺要求进行配制。搅拌应顺时针一个方向搅拌，直至颜色均匀，无气泡产生，并应防止灰尘等杂质混入；调制好的粘结剂抓紧使用。

（6）粘贴碳纤维布

粘贴碳纤维布前应对混凝土表面再次擦拭，确保粘贴面无粉尘；混凝土表面涂刷结构胶，必须做到涂刷稳、准、匀的要求，即：稳，刷涂用力适度，尽量不流不坠不掉；准，涂刷不出控制线；匀，涂刷范围内薄厚较一致；碳纤维布粘贴时，同样要稳、准、匀，核心要求做到放卷用力适度，使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅；滚压碳纤布必须从一端向另一端滚压，不宜在一个部位反复滚压揉搓，滚压中让胶渗透纤维布，做到浸润饱满。碳纤维布需要搭接时，必须满足规范要求≥100mm；多层粘贴时，应在碳纤维布织物表面指触干燥后立即进行下一层的粘贴。

碳纤维布粘贴顺序：先粘贴腹板2层碳纤维布，然后粘贴底板碳纤维布和压条碳纤维布，再粘贴U型箍碳纤维布。

（7）中横隔板位置碳布连接处理

先对横隔板钢板压条位置进行打磨，保证钢板与混凝土结合面密贴，钻螺栓孔，清孔后插入螺杆，在螺杆与孔壁间注入胶黏剂。碳纤维布在穿过螺杆时可将纵向纤维布分向螺杆两侧，不得截断纵向纤维。两层碳布粘贴完成后，在碳布和钢板结合面上抹胶黏剂，将钢板压在碳布表面，同时拧紧螺栓两侧的螺帽对钢板加压，同时轻敲钢板表面，检查钢板下胶黏剂的饱满程度，若出现空洞应重新粘贴。

（8）罩面防护处理

粘贴完碳纤维布后，及时在其表面再均匀涂抹一层浸渍树脂，自然风干；确保帖片表面已充分风干后，在其表面涂抹一层聚合物砂浆进行封闭防护。

（9）钢板及螺栓防腐处理

粘贴剂完全固化并对碳纤维布粘贴密实性检查完后，对钢板外露表面和侧面部分用钢丝刷进行除锈，直至露出金属光泽；在钢板和螺栓表面涂刷3道防锈漆。

2、施工注意事项

（1） 由于碳纤维用胶最适宜的温度在20～25℃，施工前，每天测量气温3次，视气温高低，适当调整施工日期。如果确需在较低温度下施工时，必须采取相应的加温养护措施，如用紫外线灯烘烤等措施来进行施工。

（2）碳纤维布为导电材料，施工碳纤维布时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。

纤维布范文第3篇

关键词：碳纤维布；结构加固；应用

中途分类号：O434.19 文献标识码：A 文章编号：

一、碳纤维布的特性

碳纤维布的特性表下在以下几个方面：首先具备较好的力学性能，与普通的钢材相比，碳纤维布的抗拉强度至少是前者的十倍以上，其弹性模量接近钢，自重轻，所以在结构加固工程中利用碳纤维布可以大幅改善构件的延性、承载力以及受力性能等

二、碳纤维布的补强加固原理

利用碳纤维布加固构件的基本原理如下：将碳纤维布粘贴于构件的受拉区，对钢筋的受拉性能起到一定的补充甚至代替作用，改善构件的抗弯承载力。在构件受拉区粘贴碳纤维布后，碳纤维布在受拉区开裂前的应变相对较小，基本上不会发挥抗拉作用；一旦构件发生变形或开裂，则碳纤维布会逐渐与构件共同受力，此时应变会快速增长；直至构件屈服后，碳纤维布的作用就会充分发挥出来，体现出其高强、高效的性能。尽管碳纤维材料具备优良的力学性能，但是一旦其被织成碳纤维布，并不能保证布上的每根碳纤维丝均可以均匀受力、同时工作，一旦其中部分碳纤维丝受到较大的荷载，会很快达到最大工作强度，最终被破坏掉。为了解决该问题，碳纤维布中使用了黏贴剂，以保证每根碳纤维丝可以同时受力，则时承担荷载，提升碳纤维布整体的工作强度。在具体粘贴施工过程中，要充分考虑各层的共同工作系数、抗疲劳能力、防止出现脆性破坏等因素，通常层数要少于5层；此外，基于受力性能角度来看，多层不如单层、宽幅不如窄幅，如有必要可以纵向搭接，不过搭接长度至少大于20cm，并且头部的锚固要可靠。

三、碳纤维布的施工工艺

具体而言碳纤维布用于结构加固的工艺流程如下：首先进行施工放线，然后对构件表面进行处理，如果粘贴面不够平整，则必须进行修补找平；接下来进行底胶的配置以及涂刷，然后进行面胶的配置，并将碳纤维布裁剪成合适的大小；接下来进行碳纤维布的粘贴，最后进行固化、检验与维护。具体而言，每个步骤的施工操作要点如下：

1、基层面的处理

先用电锤剔除原构件表面的杂层，露出构件基层，再用角磨机将基层表的浮浆层打磨掉，直至露出构件的坚实层，此时要保证构件表面的粗糙度，越大越好。如果清除过程中构件表面存在蜂窝麻面等问题，则要先用修补料修补、找平好。对于较大面积的劣质层在剔除后用聚合物水泥砂浆进行修复。构件的边缘部位要用角磨机做倒角处理，保证转角的曲面半径不得超出20mm，这样转角处的碳纤维布就可以实现圆滑过渡，保证碳纤维丝不受损伤。表面处理完成后再将粉尘吹拭干净，保持构件表面的干燥性。

2、配置底胶

进行底胶配置时，底层树脂要根据供应商所提供的工艺规定进行配置，通常粘纤维底胶为两组份，采用机械搅拌配胶，搅拌器包括电锤与搅拌齿两部分，拌和时为了保证底胶的均匀性，尽量不要只使用腻刀。然后根据配合比将两组份粘纤维底胶混合在一起，利用搅拌器搅拌五到十分钟，直至混合均匀为止，注意盛装底胶的容器要保持清洁，不得沾有油污、水或者其它杂质；搅拌时保持同一方向，以免胶中混入空气形成气泡。此外，配置好的底胶要及时用完，所以每次的配胶量最好控制在2kg以内。

3、涂刷底层树脂、配置面胶

利用滚桶刷在构件表面均匀涂刷底层树脂，注意涂刷过程要细密，不得存在漏刷或气泡等问题，在进行下道施工工序前要保证底胶充分固化，即手指触模感到干燥为止。粘维面胶分为两组分，采用与底胶相同的方法进行搅拌均匀，每次配胶量控制在3kg以内，同样要求现配现用。

4、粘贴碳纤维布

首先要根据具体的设计尺寸将碳纤维布用剪刀裁剪开，除非特殊要求，布长度应在3m以内。裁剪过程中要注意碳纤维布的整齐规矩，不得存在毛刺等问题，通常为了保证纤维布的清洁度，可以在平整的木板或者纸上进行裁剪。在裁剪过程中要沿着碳纤维布的纤维丝方向来进行，碳纤维布的受力方式决定了纤维丝的方向，裁剪好的碳纤维布不得折叠，否则会对纤维丝造成损伤，小心卷起即可。把配制好的浸渍树脂均匀涂布于粘贴部位。粘贴过程中要根据放线位置按照纤维的方向进行片材的粘贴。纤维布的搭接长度至少在20cm，并沿着纤维方向利用滚筒进行滚压，不仅可以将其中的气泡赶出来，而且可以帮助浸渍树脂更加充分的浸透到碳纤维布中。注意滚压时要保护片材不受损伤。现将粘贴过程中常见问题与处理方法总结如下：如果粘贴转角部位时出现粘结不牢或者碳纤维布浮起等问题，则要增加浸渍树脂的用量；如果构件表面附着雨水或者沙尘，则要采取遮盖保护措施，并在粘贴前将碳纤维布表面擦拭干净。

5、固化养护与验收

为进一步保证施工质量，减少雨水、砂尘等因素的不良影响，要完成碳纤维布的粘贴后要对成品采取适当的固化养护措施。至少养护7d才能对施工质量进行检测；粘贴后处于初期硬化期，该阶段不得进行锤击或者移动，更不能进行高温处理；粘碳纤维布的表面也不能再进行热作业，例如焊接。验收时要求碳纤维布与配套胶粘剂根据工程量一次进场到位，原料进场时要与监理单位协作检查材料的产品合格证、出厂质量检验报告、中文标志与包装等等，如有必要还要对产品的安全性能做见证抽样复验。此外，施工过程中施工单位要及时自检，根据隐蔽工程的相关规范要求及时检验、验收每道工序。工程完成后质检员先进行初验，然后再由监理单位、工程单位根据相关技术规程进行验收。

四、工程实例

（一）施工过程

首先搭设脚手架，把梁柱上疏松的混凝土凿除干净，再用钢丝刷将锈蚀的钢筋层刷掉，凿除的混凝土梁要用sj-601防腐砂浆进行补粉处理，劣质层面积相对较大，则要在凿除后采用环氧砂浆修复，养护三天；表面的浮尘用压缩空气吹除干净，需加固但未凿除的部位要用混凝土角磨机、砂纸将混凝土表面的浮浆、油污等杂质除去，磨平构件基面的混凝土，再用丙酮清洗需粘贴处。

第二步涂底胶，把jgn-p胶根据需求按3:1重量称好，调匀后用刮板将其均匀的涂刷在屋架底面，两侧刮150mm，指触干燥后表示胶固化，然后进行下一道工序的施工；底胶要在四十分钟内用完。

第三步找平，用掺入两倍粉料的修补胶填平混凝土表面的洼陷部位，还要将模板接头等出现高度差的部位填平，减少高度差。

第四步，粘贴碳纤维布，把胶根据需要按3:1的重量称好，分别放入干净的容器均匀调和，再用刮板在需粘贴碳纤维布的位置均匀的涂刮一层胶，再把裁剪好的碳纤维布粘贴在设计要求的部位，采用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，将汽泡挤出。指触干燥后再粘贴第二道纤维布。需要注意的是，碳纤维布的搭接长度至少在100mm左右，用横向碳纤维布固定端部。待两道碳纤维布粘贴完后指压干燥，再把一层jgn-c面胶均匀刮涂于表面，来回滚压，促使胶充分的渗入碳纤维布中。最后胶指触干燥再用水泥砂浆做一层保护层。

（二）施工问题及解决方法

施工过程中在粘贴碳纤维布时要做好标记，搭接长度要保证，先择适用的粘结剂，保证碳纤维丝可以共同受力，还要确保碳纤维布与结构共同工作；对于细部空鼓处，可以采用针筒注射胶的方法，保证胶充分的渗入到碳纤维丝之间。如果粘贴转角部位时出现粘结不牢或者碳纤维布浮起等问题，则要增加浸渍树脂的用量；如果构件表面附着雨水或者沙尘，则要采取遮盖保护措施，并在粘贴前将碳纤维布表面擦拭干净。

总之，碳纤维布材料是非常有前途的新型材料，是目前性能最好，用途最多的增强纤维。随着碳纤维布在混凝土应用不断的发展，目前完全可以与粘钢技术的性能相媲美，而且很快可以替代粘钢技术，能够最大发挥它的经济与技术的效益。

参考文献：

[1] 赵守常,邹春雷. 浅谈碳纤维布加固混凝土结构的技术原理[J].民营科技,2011(11)

[2] 韩清春,付杰. 碳纤维布的结构加固应用[J]. 山西建筑,2011(12)

纤维布范文第4篇

【关键词】碳纤维布混凝土结构技术要点

随着我国经济技术的不断发展，有相当多的混凝土结构由于设计方法、施工方法、运营情况的改变，最终导致结构面临着各种各样的质量问题，如强度不足、耐久性不强、安全性过低等，这就急需要对这些结构进行补强加固，以提高结构的耐久性。根据美国的调查研究，混凝土设施的维护、维修和加固已经成为了当今世界面临的紧迫课题。碳纤维复合材料作为一种新型的修复加固技术在我国得到了快速的发展，成为了加固领域的热点，这种技术是通过将碳纤维这种高性能纤维应用于工程, 利用树脂类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面, 形成复合材料体CFRP, 通过其与结构或构件的协同工作, 达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。

一、 碳纤维布加固混凝土的机理

碳纤维作为一种复合型材料，其具有很强的抗拉强度，经过测试其抗拉强度是同等截面面积钢材的7-10倍，并且具有刚度轻、密度小等优点，其耐久性也好，可以抵抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏，采用碳纤维进行施工能够在简化施工步骤的前提下提高施工速度，同时保证了施工质量，具有很强的适用范围，当加固混凝土结构时，能够大幅度的提高其强度和承载力，当采用粘结材料与梁板混凝土有序缠绕粘贴后，可以实现构件变形的约束，增强构件局部的抗拉性能。

碳纤维在顺纤维方向具有很高的拉伸强度和疲劳强度，而抗压和抗剪强度相对较低，因此主要适用于混凝土结构构件受拉区域的加固，尤其适用于桥梁等承受动荷载的大中型结构的抗震加固和承载力加固，但因碳纤维布可以加工成圆形或U 型，从而也可以用于混凝土构件的抗压和抗剪加固；由于碳纤维布具有较高的比强度和比模量，可以改善构件的延性；对于使用空间较小的加固现场，使用碳纤维布进行结构加固是一种理想的方法，因为这样不会减少使用空间；对于同时需要提高耐久性的结构构件来说，应用碳纤维布进行加固也是一种有效的方法，因为碳纤维布既可以提高构件的承载力，又不易老化，耐腐蚀，起到了保护结构的作用。

二、碳纤维复合材料加固混凝土结构技术的主要优点

（1）高强、高效

碳纤维作为一种复合型材料，具有很高的抗拉强度，一般≥3000MPa，相当于一般钢材的7-10倍左右，并且其弹性模量也比较高，能够适应强度的变化；延伸率较小，密度在1.8g/cm²左右，可以充分利用其优异的力学性能来提高混凝土结构的承载力、延性、抗裂性，以达到高效、高强加固修复混凝土的目的。

（2）施工简便, 加固周期短

碳纤维不同于其他的钢筋材料，由于质量比较小，不需要大型的机械进行施工，这就节约了成本，并且不受施工空间的限制，对周围的环境影响也小，在某些情况下，能够保证施工；并且具有加固周期短，在施工中只需要将碳纤维布粘贴在结构的表面达到固化，就能满足要求。

（3）施工质量容易保证

碳纤维布加固构件的施工质量标准主要反映在碳纤维布粘贴的密实程度。由于碳纤维布是柔性的, 很容易粘贴在结构表面上, 使碳纤维布与混凝土表面粘贴密实, 一般情况下都可以保证碳纤维布的有效粘贴面积不小于95%, 很易满足碳纤维布加固施工的质量要求。

（4）超强的防水和防腐蚀效果

碳纤维布粘贴固结在混凝土表面, 环氧树脂胶附着在结构表面, 防水效果好, 可防止钢筋锈蚀。碳纤维材料具有极佳的耐腐蚀性能, 不必担心建筑物经常遇到的各种酸、碱、盐对结构的腐蚀。

（5）适用面广

碳纤维具有很广的适用范围，如工业、民用建筑、水利工程等各种类型结构的不同受力状况等。不受结构形状的限制。

三、碳纤维布的增强技术及操作要求

在混凝土构件碳纤维增强过程中，应该做好各项工作，包括混凝土表面预处理、修补凹坑、涂底胶、涂腻子层、粘贴纤维布及增强层表面处理等步骤。

1、卸荷

加固前需要对结构外部约束都进行卸载，防止在加固过程中，约束突然失效，导致加固效果不能达到设计要求。

2、基底处理

首先应该对基底表面进行预处理，因为在混凝土浇筑完成后，可能会在表面出现剥落、蜂窝、空鼓、腐蚀等影响表面平整的现象，对于这些问题应该及时进行处理，利用硬毛刷沾洗涤剂，将混凝土表面所粘污物除去，用冷水冲洗，再进行喷砂或打磨除去1-2mm的表层，并用空气吹去表面的细粉粒。以15%(体积比)的稀盐酸涂于混凝土表面，20 min后将其冲洗干净，用pH试纸测其表面，若呈酸性，可用2%(体积比)的氨水中，然后清洗干净。再利用混凝土角磨机、砂纸等机具清除混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部分，要用打磨机打磨平整。

3、涂底胶(FP胶)

按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，用弹簧秤计量，电动搅拌器均匀搅拌，根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1 h内用完。用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序施工，一般固化时间为2d～3d。

4、找平

（1）混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平,模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补,尽量减小高度差；（2）转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧,半径不小于10mm。

5、粘贴

（1）按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，特殊要求，碳纤维布长度应在3m之内；（2）调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同)，然后均匀涂抹于待粘贴的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些；（3）粘贴碳纤维布，在确定所粘贴部位无误后剥去离型纸，用特制滚子反复沿纤维方向滚压，去除气泡，并使FR胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待碳纤维布表面指触干燥后方可进行下一层的粘贴；（4）在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶；（5）碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定。

6、保护

当粘贴好碳纤维布以后，应该对表面做好养护工作，可以在表面涂抹防火涂料等方法进行保护。

7、加固施工要点

（1）在加固前，需要对构件上的约束进行卸载，这项工作是最容易被忽视的环节，应为在实际施工中，混凝土构件在负荷外包CFRP时，外包的CFRP相对于混凝土表面存在一定的滞后，当CFRP还没有粘贴完成时，就出现了构件断裂的事故，这种效应将降低CFRP的补强效果，不能发挥碳纤维布的高强抗拉性能。

（2）在钢筋混凝土结构进行加固时，其弯角的半径不得小于20mm，以减小应力集中现象，但是在实际施工中，常常出现裂缝的地

纤维布范文第5篇

中图分类号：TS107.6 文献标志码：B

The Test Algorithm for Fiber Distribution of Blended Yarns

Abstract： In this paper， the author proposed an algorithm for identifying fibers of blended yarns. For testing fiber migration index of yarns， it is a reliable test mode.

Key words： image processing； mesh parameter； neural network； fiber migration index

混纺纱中各组分的纤维在纱截面的径向所处的位置，及其分布数量不是均匀一致的，某一组分的纤维可能优先分布在外层，而另一组分的纤维可能优先分布在内层。由于各种纤维的物理机械性能不同，不同组分纤维在纱截面中的优先分布，会明显影响纱线的强伸性、耐磨性和染色性等。

测定和分析混纺纱中纤维径向分布的方法很多，通常是哈氏切片法。传统的方法通过人工检测和识别纤维，已不能满足现代纤维检测和识别的要求。随着图像处理技术的发展，数字图像处理技术已渗透入纺织业全过程产业链，用计算机代替传统的手工劳动是必然趋势。

本文提出了一种混纺纱线中纤维识别算法，提出以几何形态与网格参数组成纤维截面特征，采用神经网络进行分类，有效处理了粘连纤维，为纱线中纤维转移指数的测试提供了一种可靠的测试模式。

1 纱线截面图像预处理

用哈氏切片器制取试样后，在显微镜上摄取混纺纱的黑白照片，经过筛选，选出对比度最好的照片。经过A/D转换数字化了的原始图像，经处理后呈512×512像素的图像。

1.1 图像校正

由于存在噪声、光照不均匀和清晰度差等弊病，要获得一幅失真小、背景与对象完全分离、清晰度好的图像，需要平滑处理，本文采用中值滤波及直方图均化，经平滑处理后的细节更加清楚（图 1）。

1.2 对象分割及去躁处理

图像分割是将数字图像划分为互不相交的区域的过程，可以有效地提取出纤维区域。考虑到图像的直方图分割法依赖于波谷的提取，本文采用自适应阈值法来分割图像。

由于噪声普遍存在于数字图像中，会在纤维区域中产生非肤色的噪声，所以对二值图要进行去噪处理。即在以每一个纤维像素为中心的 5 × 5 像素邻域内统计纤维像素的个数，当超过半数时，中心点保留为纤维，否则认为是非纤维。

膨胀是数学形态学中的一种基本运算，对填补图像分割后物体中的空洞很有用，其数学表达式为：

（1）

在公式中S表示膨胀后的二值图像集合，B表示用来进行膨胀的结构元素，结构元素内的每一个元素取值为 0 或1，X表示二值化后的像素集合。为了尽可能保留纤维区域的

去噪与膨胀操作有效地去除了零星噪声点，使纤维区域变得更完整光滑。

2 模式识别和分类

本研究采用常用的汉密尔顿（Hamilton）转移指数分析法来测定和分析混纺纱中纤维径向分布。本文重点探讨一种纤维截面形态识别方法。

2.1 纤维截面特征提取

识别纤维时，必须首先找出使计算机正确分类识别的规则和标准。该实验的目的是计算机识别不同纤维，因此首先提取能鉴别两种不同纤维的特征量。在特征参数的选择上很多学者进行了一些探讨，其主流是提取纤维截面形状特征，如链码、傅立叶描述子或小波等。

本文根据纤维截面的特点，采用最能反映纤维差别的几何和形态特征与图像局部特征相结合。引入图像局部特征目的在于将粘连纤维截面区域与单根纤维区别开来，几何和形态特征包括：（1）粗细：纤维截面的面积，用像素点表示；（2）圆形度：它的幅值反映了被测量物体边界的复杂程度；（3）矩形度：它反映一个物体矩形度的一个参数是矩形拟合因子。

图像局部特征选用文字识别用到的网格特征，首先对纤维边缘轮廓图所有候选块的高度进行归一化，将所有块的高度都归并为16。提取特征时选取块的大小为16 × 16，将其分成 4 × 4 份网格，求出每个网格中边缘点数占整个大块边缘点数百分比，组成16维的特征。由离散傅立叶变换（discrete Fourier transform，DFT）的计算公式可知，位移仅仅影响DFT的角度，而幅值则不受影响，有更佳的学习效果，因此本文使用纤维区内16维数的DFT作为特征。

2.2 训练与识别

本文采用 3 层BP网络，输入单元19个，含粗细、圆形度、矩形度及16个DFT值，根据Kolmogorov定理，隐层单元数 2×19+1，4 个输出节点，分别对应 2 个纤维截面块、粘连纤维截面块和非纤维块输出，分别对应神经网络输出值是O1、O2、O3、O4，中间层传递函数为S型正切函数，输出层为S型对数函数。

本文使用2 000个纤维截面块、1 000个粘连纤维截面块和1 000个非纤维块进行训练。判定的时候，一个区域其O大于其它，则判定这个区域为第i个类别区域。

2.3 粘连纤维的识别

在制作纤维截面的切片时，纤维之间往往被挤压在一起，出现互相连接和重叠的现象，导致摄取的图像中存在粘连的纤维，这将不利于识别和测量后面的纤维。粘连形态如图 2 中 1、2 区域，粘连区域 2 在边缘提取阶段就可以分割，而粘连的目标 1 会被当成一个整体而非独立个体，过去常见方法在特征提取之前将纤维连接处有效地分离开。如分水岭分割法，基于二值图像形态结构上的操作实现粘连目标的分离，它极易在图像的凹口处上发生错误分割。本文的方法是：对于粘连区域 1，计算{0，45，90，135}角度二值图像投影，取其中最小投影值，小于阈值t的为两根纤维分割点。这样很容易就可以把纤维分开。

分开一个纤维区域后，还无法确定其为哪种纤维或是否为粘连块，接下来首先提取该区域的组合特征，再送到分类器进行分类识别，至此一个粘连区域才识别结束。

3 实验结果

实验对100个切片进行测试，分别用 3 个神经网络对轮廓图的 3 种特征分类识别，第 1 种粗细、圆形度、矩形度，第 2 种用16维的网格特征，第 3 种就是19维的组合特征，结果验证组合特征效果最好（表 1）。

采用本文提出的混纺纱识别方法计算实际体积一次矩和均匀分布一次矩，并打印出结果。

4 结论

图像处理在纱线测试方面的应用，对于提高纺织企业的工作效率、提高信息管理系统的智能化水平都起着重要的作用。本文在对图像进行分析时，提出以几何形态与网格特征组成识别参数，分类出两种不同的纤维。这可有效处理粘连纤维，便于统计各组分纤维的分布情况，为最终计算汉密尔顿转移指数提供有效支撑。

本文需要进一步的研究的是能否提高切片质量，减少切片制作对纤维形态影响，进一步完善测试系统，对不同种类纱线能更有效的进行测试。

作者简介：徐鑫华，男，1963年生，研究员，主要从事纺织品新测试技术研究。