碳纤维板范文第1篇

【关键词】桥梁加固；碳纤维板；预应力；加固技术

一、碳纤维板加固技术

碳纤维材料最早应用于航空、航天等高科技领域，后来逐步发展到船舶、汽车等方面。最近几年，开始应用在建筑领域。但这种加固工艺对碳纤维强度的利用率极低，当碳纤维板材与构件内部钢筋共同工作时，不考虑钢筋原油的初始应变，钢筋屈服时碳纤维板材所能发挥的强度也仅为抗拉强度的8.8%；而在让碳纤维发挥全部强度所需要的1.7%的应变下，混凝土结构会产生大的变形及明显的裂缝。

预应力碳纤维板加固技术可以大量节省材料及工程造价，减少加固系统维护成本；显著减小结构变形，在增大承载力的同时提高结构刚度；抑制裂缝，提高构件抗弯承载力。本文主要探讨该项技术的施工工艺研究。

二、碳纤维加固桥梁结构实例

（一）桥梁现状及主要病害

船山岗桥为简支斜交桥，桥梁的斜交角度为40度，跨径纵向布置为1×10m，桥梁全宽为27m，分东西两幅，东、西幅行车道的横断面各由10块钢筋混凝土空心板梁组成，边梁顶宽1.62m，中梁顶宽为1.24m，梁高0.45m。主梁混凝土设计标号C30。桥梁设计荷载等级为：汽一超20级。挂车―120。

（二）加固方案

该桥除存在个别梁板由于单板受力存在刚度不足缺陷外，根据《公路旧桥承载能力鉴定方法》评估其极限承载力，计入材料损伤及恶化系数时，靠近边梁的中梁的极限承载力为386KN.m，低于其承载力极限状态下最不利效应组合值402 KN.m，本次加固拟在原结构的基础上，将其极限承载力提升到700 KN.m。该加固技术如图所示，施工流程依次为张拉碳纤维板、粘贴纵向碳纤维布、粘贴横向碳纤维布。

三、加固施工工艺

（一）裂缝处理

裂缝宽度fw

（二）缺陷修复

凿除修补部位的松散混凝土：找到松散部位的混凝土，用手工钻凿除松散部位直到露出新鲜骨料。对钢筋进行除锈：先用砂纸对锈蚀的钢筋进行打磨，直至表面没有没有锈迹，并涂刷环氧胶进行防锈处理。高强环氧树脂修补：按比例配合好环氧树脂进行批嵌，厚度较大的分层批嵌，每层批嵌厚度不超过2，直至恢复原有尺寸。

（三）碳纤维板张拉

碳纤维板张拉：千斤顶就位并确保夹具夹紧后开始碳板张拉。先给碳纤维板施加10%的应力，使碳纤维板绷直，然后再将力归零，再以20%和60%应力进行张拉，每一级张拉结束后用扳手柠紧螺帽，每一级之间持荷5分钟，张拉过程中随时检查碳板伸长值，严格控制进油速度，要求缓慢、均匀、平稳。待张拉到控制力后，持荷复验伸长值，合格后进行锚固。张拉控制力F=150KN，张拉伸长量控制为碳纤维板长度L*0.45%（cm）。

（四）碳纤维布黏贴

粘贴碳纤维布：表面清理表面凹洞找平涂底胶贴碳纤维布刷碳纤维布防护层质量检查。

表面清理：先用压缩空气将表面浮尘清除干净，用混凝土角磨机除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，并将有凹凸混凝土部分打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，并用丙酮将需粘贴处清洗干净。

找平：斜立柱混凝土表面凹陷部位用修补砂浆填平，模板接头等出现高度差的部位填补平整，尽量减小高度差

涂底胶：将底胶称好重量，放在洁净的容器中调和均匀，用滚筒将它均匀地涂在顶板面上，待胶固化后再进行下一工序施工。调好的底胶须在规定的时间内用完，一般情况下40min内用完。

粘贴碳纤维布：将碳纤维胶按比例称好，放在洁净的容器中调和均匀，用滚筒将胶均匀地涂刮在底胶上，随即按设计要求将已裁剪好的碳纤维布粘贴在设计部位，然后用专用滚子沿碳纤维布的受力方向来回滚压，挤出汽泡。注意：碳纤维布的搭接长度一般为100mm。

涂刷碳纤维布表面防护丙烯酸涂料，一般来回刷3变，每个地方刷到位。

四、结语

（一）采用碳纤维加固技术对桥梁进行加固，工艺简单，施工周期短。本工程完成后，经检查与验收发现碳纤维与混凝土粘结紧密，加工的施工质量达到了预期效果，保证了车辆安全过桥。

（二）由于碳纤维材质软，重量轻，长度、宽度可根据需要任意确定，对于复杂节点部位、不规则位置可任意粘贴、缠绕，故适应面广。

（三）由于碳纤维材料具有很强的耐腐蚀性，可广泛应用于特殊环境构筑物的加固补强和修复。

参考文献：

[1]匡志平，王皓波，赵强.碳纤维加固桥梁结构技术的应用[J].同济大学学报，2001，29（8）：986-989

碳纤维板范文第2篇

关键词：楼板碳纤维布；加固；施工技术

Abstract: The strengthening works on a number of primary and secondary schools, in the construction of continuous exploration and joint research and the province of research units, design units, and gradually accumulated some experience in construction. Floor Strengthened by CFRP construction technology to summarize and share with everyone.

Keywords: floor carbon fiber cloth; reinforcement; construction technology

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

（一）特点

1．高强高效，适用面广，质量易保证。

2．施工便捷，工效高，没有湿作业，不需现场固定设施，施工占用场地少。

3．耐腐蚀及耐久性能极佳。

4．加固修补后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。

（二）适用范围

1．适用于各种结构类型，各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体，壳体等结构。

2．基层混凝土的强度要求不低于C15。

3．施工环境温度在5～35℃范围内，相对湿度不大于70％。

（三）工艺原理

加固机理是将碳纤维布采用高性能的环氧类粘接剂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刚度的目的。

（四）工艺流程及操作要点

1．工艺流程。卸荷基底处理涂底胶找平粘贴保护。

2．操作要点。

（1）卸荷。加固前对于承受二次荷载的构件不需卸荷，不承受二次荷载的构件必需卸荷，卸荷方式如下：

①对老建筑采用拆除原有的吊顶、顶板装饰层、墙面装饰、地面面层、设备等方法，以达到卸静荷的目的。

②对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷；

③卸活荷载。

（2）基底处理。

①混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。

②裂缝部分如有必要应首先进行封闭或灌浆处理。

③用混凝土角磨机、 砂纸等工具除去混凝土表面的浮浆。油污等杂质，构件基面的混凝上要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥10mm）。

④用吹风机将混凝上表面清理干净并保持干燥。

（3）涂底胶（使用材料为FP）。

①按主剂：固化剂＝2：l 的比例将主剂与固化剂先后置于容器中，电动搅拌器均匀搅拌，根据环境温度决定用量并严格控制使用时间，一般情况下1h 内用完。

②用滚筒刷均匀涂抹于混凝上表面，等胶固化后（以指触干燥为准），再进行下一步施工。一般情况下固化时间为2～3d.（4）用整平材料找平（使用材料型号为FE）。

①混凝土表面凹陷部位要用FE 填平，尽量减少高度差。

②转角的处理也应用FE 将其修补为光滑的圆弧。

（5）粘贴碳纤维布（使用材料型号为FR）。

①按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度一般应在3m之内。

②调配粘贴材料FR 胶（使用方法同底胶FP），然后均匀涂抹于所要粘贴的部位，在搭接处、混凝土拐角等部位要多涂抹一些。

③粘贴碳纤维布，在确定所贴部位无误后剥去离析纸，用特制的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，待纤维布表面指触干燥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。碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm，见图。

碳纤维搭接示意图

⑤碳纤维端部固定用粘贴横向碳纤维或粘钢固定。

（6）保护。加固后的碳纤维表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。

（五）材料

碳纤维材料（CFRP）加固修补结构所用材料主要为碳纤维材料与粘贴用树脂。材料及性能指标见表

结构加固修补用碳纤维材料（CFRP）主要性能指标

贴CFRP 用树脂主要技术性能指标

碳纤维加固的机具设备，视现场情况及施工面积和工期要求合理配置。（七）劳动组织及安全

1．劳动力组织。视现场工期及施工面积确定班组数，每班组约10～12 人，其中管理人员4 人（工长、技术、质量、安全各1 人），专业工人6～8 人。每天粘贴7～10 m2。

2．安全

（1）裁剪及使用碳纤维布时应尽量远离电源，与高压电线及输电线路要有可靠隔离措施。

（2）碳纤维布的配套用胶要远离火源，避免阳光直接照射。

（3）现场施工人员应穿工作服，佩戴口罩和手套，严禁在现场吸烟。

（4）配制及使用胶的场所必须保持良好的通风。

（5）脚手架要有足够的安全性，高空作业必须配戴安全带。

（八）质量要求

1．验收时必须有碳纤维及其配套胶生产厂家所提供的材料检验明。验收以企业标准为验收依据。

2．每一道工序结束后均应按工艺要求进行检查，做好相关的验收记录，如出现质量问题，应立即返工。

3．现场验收以评定碳纤维布与混凝上之间的粘结质量为主，用小锤等工具轻轻敲击碳纤维布表面，以回音来判断粘结效果，如出现空鼓等粘贴不密实的现象应采用针管注胶（FR）的方法进行补救，粘结面积若少于90％则判定粘结无效，需重新施工。

4．对于碳纤维布粘贴面积在100m2 以上的工程为检验其加固效果应与甲方设计协商进行荷载试验，其结构的变形等各项指标均应满足国家规范规定及使用要求。

5．大面积粘贴前需做样板，待有关方面验证后，再大面积施工。为了确保碳纤维布与构件之间的粘结质量，基底处理首先检查要加固的部位本身是否有空鼓现象，再进行表面检查，最后对不符合要求的部位采取相应的措施。

碳纤维板范文第3篇

关键词：碳纤维布；钢板加固；工程监理；要点

在建筑工程中使用碳纤维布具有很多优点，如：碳纤维布具有高强度，其自身强度约是普通材料的10倍左右，且效果较好；在建筑物中使用碳纤维布，能够有效提升建筑物结构的耐久性以及抗腐蚀性；碳纤维布的适用范围相对较广，同时还便于裁剪，其自身具备相当好的柔性，不会增加建筑物结构自重和截面面积，且碳纤维布的自重很轻；便于操作以及性价比较高，在施工过程中相对简单等。碳纤维布之所以能够有如此良好的效果，是因为这种材料是由环氧树脂粘高抗拉强度碳纤维组成的，所以，这种材料在加固工程中得以被广泛使用。

各种结构、类型的建筑物需要进行加固修补时，都可以使用到碳纤维加固技术，例如桥墩、筒体、梁、柱、板等等，但在使用过程中需要注意的是，混凝土的强度必须要大于C15。除了上述之外，碳纤维加固处理技术同样可以用在转砌体上。

一、工程概况

某开发区的公租房一期工程占地有100亩左右，有5栋楼。该工程地上面积有120000平方米，其建筑物总面积约达到20.6万每平方米，170000平方米的地下建筑面积。该工程的大部分房间被改建成为健身房或娱乐场所，使房间的使用功能发生巨大改变，因此需要对其结构以及梁板进行全面加固。在加固过程中，我们对板使用的碳纤维布进行加固，梁使用的粘贴钢板加固。

二、碳纤维布及钢板加固方法

（一）碳纤维布使用方法

通过使用环氧树脂预浸，让具有极高强拉强度的碳纤维成为复合增强材料；为了可以使其形成一个新的复合体，要确保要补强的结构上充分粘贴着环氧树脂粘结剂，使其垂直于裂缝方向或者在受拉方向上。这样做的主要目的是为了提升建筑物结构的延长性、抗裂性以及强度和刚度，与此同时可以有效增强建筑物的抗剪能力以及抗裂能力，使粘贴材料可以和原来的钢筋混凝土同时受力。

（二）粘钢加固方法

为了可以提升建筑物结构的安全性，提升受力强度或补强，需要使用结构胶粘贴钢板在混凝土结构受力构件内进行加固处理。正是因为钢板和混凝土受力的共同作用，让建筑物结构无论是在强度还是在自身的刚度上都得到了大幅度提升，尤其是抗疲劳性以及耐久性得到了明显增强。如果在今后的施工中，需要在建筑物墙上开洞，则洞口侧壁的粘钢可以起到暗柱效果，而在梁板结构表面则可以起到增添小梁的效果。

三、碳纤维布和钢板加固工程的好处

（一）加固碳纤维布

在建筑工程中使用碳纤维布，其施工简单、方便，可以很好的将空间进行合理使用，可以有效保证整体的施工质量，不需要施工人员现场固定设施，可以增强建筑物的抗腐蚀、提升耐久力，不会给建筑结构增加自重。这种碳纤维布是普通截面钢材料的5-10倍，具有极强的抗拉强度。密度只有普通钢材料的五分之一，重量相对较轻。

（二）粘钢加固

在建筑物中使用粘钢，不会使被加固构建的重量增加，同时可以保证截面在原来尺寸范围内，而且施工起来相当快捷和方便。钢板和混凝土通过建筑结构胶被充分的粘接在一起，从根本上让被加固体和加固件融为一体，再加上结构胶固化时间非常短，当其完全固化之后，便可以立即受力。

四、监理工作中需注意的重点

（一）事前监理

在对建筑物进行设计之前，必须要以有出图章或审核章的有效图纸为准。当设计图纸成形之后，应当有设计交底和会审，并且要有会议纪要；为确保工程中的相关要求，要对施工单位提交的安全生产许可证、加固单位资质以及特殊工种人员上岗证进行严格审核，如有一方不合格，坚决不能进行施工。对于施工方案而言，主要内容有：工艺流程、定位测量、验收检验等等。审批施工单位要上报专项施工方案，而且任何一家施工单位都必须要根据监理审批的施工方案进行严格施工。

除了上述之外，在材料方面还需严把材料质量关。在购进材料时监理单位要查看材料的生产合格证明以及检测报告等。当材料购进之后，首先应当进行复试，将复试结果进行取样和送检。

（二）加固工程的事中监理

在对建筑物进行加固之前，要尽可能对构建进行卸荷工作。如果在施工过程中，发现混凝土有剥落、腐蚀以及空鼓等现象发生，应当立即进行凿除工作，并且将混凝土中的杂质进行清理，在清理过程中应当使用到砂纸、土角磨机等器具，把构建表面打磨平整，将混凝土的表面清理干净之后，确保处于干燥状态。

对于构件表面的凹陷部位来讲，在使用之前应当通过找平胶将其填平，减少高度差；通过找平胶将转角处修补成圆弧形，且半径不能低于10毫米。在切割钢板时要根据施工现场所需要的实际尺寸为主，对粘贴面进行除油，在使用打磨机对其粗糙面进行处理，直至金属光泽为止，在打磨过程中应当和钢板受力面成垂直，并且要使其处于干燥状态。长时间没用的钢板会出现锈迹，这些出现锈迹的钢板还需要重新打磨之后才能使用。在实际施工过程中，要切记先焊后粘，当U型箍和梁底板充分焊接完成之后，才可以进行下一步施工。

要在施工现场临时配置结构胶，且需要根据说明书的相关规定和配置方法进行。当配置好之后把结构胶倒入容器，确保容器的干净无污，在搅拌过程中尽量选择人工搅拌，但需注意一点的是，在配胶过程中要适量。

在对构建的边缘进行封缝处理的同时，应当使用到环氧胶泥，并且留设排气孔，在1-2米的位置布置一个注胶嘴。当灌胶完成之后，严禁对钢板进行第二次焊接或移动施工，在施工过程中，同时应当遵循由下至上的步骤进行。在对其进行固化养护时，在12小时之内不能对粘钢进行扰动，与此同时需要派专人进行看守，在三天之后便可以受力工作。

（三）加固工程事后监理

在对碳纤维布和混凝土之间的粘结质量进行检查时，可以使用橡皮锤以及用手指压碳纤维布表面的方式，确保粘性面积在90%以上。如果在检查过程中，发现碳纤维布的空鼓面积小于100平方厘米，要使用针管注胶的方法对其进行修复；如果发现空鼓面积超过了100平方厘米，则需要将多余部分进行切除，在对碳纤维布进行重新搭接过程中需要注意，其总长度不能超过90毫米。

施工单位应当委托具有专业检测资格的检测单位在施工现场对碳纤维布和钢板的粘结质量进行实体拉板试验。

参考文献：

[1]叶列平，赵树红，李全旺，岳清瑞，张轲. 碳纤维布加固混凝土柱的斜截面受剪承载力计算[J]. 建筑结构学报，2012，159-167.

[2]张莉. 碳纤维布加固木梁的受力性能研究[D].南京林业大学，2013. 132-135

[3]赵英杰. 碳纤维布在建筑结构加固中的应用[J]. 科技致富向导，2013，158-160.

[4]陈刚. 浅谈碳纤维布在碌曲洮河桥加固工程中的应用[J]. 甘肃科技，2012，127-129.

碳纤维板范文第4篇

【关键词】碳纤维；钢板；补强加固；成功

1.概述

紫兰坝水电站位于四川省广元市境内白龙江干流上，电站以发电为主，兼有改善下游航运等综合效益。电站为河床径流式电站，属中型Ⅲ等工程，枢纽主要建筑物级别为3级。工程枢纽由5孔泄水闸、右岸河床式电站厂房以及左右岸混凝土副坝等建筑物及500kV全封闭气体绝缘组合开关站（GIS楼）等组成。

GIS楼位于主厂房1#机组段右侧、安装间下游，长25.3m，宽11m，为三层钢筋砼框架结构。最底层地面高程475.50m，与厂区回车场同高，主要布置值班室、工具间等；第二层为电缆夹层，高程为478.50m；第三层为GIS室，地面高程为481.50m，与尾水平台同高，布置有GIS设备。GIS室室内安装10t吊车一台。屋顶高程492.50m，为出线平台，布置有电容式电压互感器，避雷器等设备。

5.12强烈地震以及后续青川不断发生的余震作用下，砂砾石地基受到震动扰动又产生约沉降变形，导致上部结构局部构件出现裂缝。经湖北武大珞珈工程结构检测咨询有限公司对GIS楼的检测结果，综合评定等级为三级。为确保电站运行安全，应尽快对GIS楼地基，上部结构和GIS设备采取措施进行处理。

2.设计及施工

GIS楼加固分为基础加固和上部结构加固。考虑到GIS楼为电站运行设备，采用粘贴碳纤维布或与钢板结合加固技术对GIS上部梁、板结构进行加固补强处理。具体设计方案为：

2.1板上裂缝处理

首先处理筏板及楼板上的裂缝，对与宽度大于0.2mm的裂缝，采用结构注缝胶灌浆处理，对于宽度小于0.2mm的裂缝，采用结构胶直接进行表面封闭，裂缝封闭后，沿裂缝粘贴20cm宽度、长为裂缝全长的碳纤维布，同时垂直裂缝粘贴20cm宽，长40cm的碳纤维布。详见图2-1所示。

2.2楼板处理

根据建筑物现状，对GIS楼②～④轴之间的475.5筏板的顶面，478.50m以及481.50m楼板底面双向粘贴200mm@300mm碳纤维布（300g/m2）。

2.3梁柱裂缝处理

钢筋砼柱裂缝基本发生在柱头部位，梁裂缝基本产生于梁端部位，裂缝的结构胶注缝及表面封闭处理方法与板缝相同。结构胶处理完后柱头以及梁端产生有裂缝的部位约1.0m范围内贴碳纤维布包覆。

对于有较大裂缝（大于0.2mm）的梁，采用碳纤维布及钢板结合补强加固技术，对所有裂缝首先进行贴碳纤维布处理，并在裂缝部位超出裂缝500范围内粘6mm厚U型钢板，采用φ16螺栓对穿锚固，间距250mm。

GIS楼结构加固共计裂缝灌浆278m，贴碳纤维布328m2，外包（粘）钢5.2t，于2009年1月2日开始，3月全部完工。

3.施工工艺及技术要求

3.1施工材料

为尽量不影响电站正常运行，不损伤结构原配筋，恢复结构原貌；克服混凝土收缩，增加结构的抗弯、抗剪能力，防止新裂缝的产生，因此对屋面梁及牛腿裂缝采用碳纤维片材加固处理，对较大裂缝的梁采用碳纤维布及钢板结合补强加固技术。碳纤维布采用UT70—30型东丽碳素纤维布，自重为300g/m2，厚度为0.167mm；粘结料采用配套的WSX型碳纤维树脂。钢材选用普通钢材。

3.2施工工艺流程

结构表面处理定位划线粘结胶的配置涂刷底胶找平碳纤维粘贴涂面层胶保护。

对于采用钢板结合技术需增加黏贴钢板工序。

3.2.1结构表面处理

（1）凿除结构的粉刷层，混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除，对于较大面积的劣质层抹灰，在剔除后用聚合物水泥砂浆进行修复。

（2）如表面发现裂缝，应对裂缝进行灌浆或封闭处理。

（3）用混凝土角磨机、砂轮（砂纸）等工具，去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，尤其是表面的凸出部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R≥20mm）。

（4）用无油压缩空气吹除粉尘，使粘贴面干净并保持干燥。

3.2.2定位划线

根据加固施工图，准确地在构件表面划出粘贴部位轮廓线。

3.2.3粘结胶的配置

（1）将原材料按说明要求，将A、B两种组分按配比配制。先将稀释剂A组分倒入干净容器内，再将固化剂B组分倒入，充分搅拌均匀，注意翻看容器底部的颜色，确保配好的胶液色泽一致。

（2）配置胶料时应注意以下事项：粘结胶料每次配置量以1～2kg 为宜，要求于1h内施工完毕。

3.2.4涂刷底胶

用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面，厚度不超过 0.4mm，并不得漏刷或有流淌、气泡，等胶固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2h），再进行下一道工序。

3.2.5找平

（1）混凝土表面凹陷部位、模板接头处等出现高度差的部位应用整平胶料修补填平，尽量减少高差。

（2）转角的处理，应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧，半径不小于10mm。

（3）整平胶料须固化后（固化时间视现场气温而定，以手指触感干燥为宜，一般不小于2h），方可再进行下一道工序。

3.2.6粘贴碳纤维布

（1）按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布，除非特殊要求，碳纤维布长度应在3m以内。粘贴应尽量避免搭接，如若必须搭接，则沿纤维长度方向的搭接长度不得少于l00mm。

（2）调制浸渍胶，按产品说明书调制浸渍胶，然后用滚筒刷均匀涂刷于所要粘贴的部位，胶层厚度应满足设计要求，在搭接、拐角等部位要多涂抹一遍。

（3）粘贴碳纤维布，用特制光滑滚筒在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面，以去除气泡，使使浸渍胶充分浸透碳纤维布。多层粘贴应重复上述步骤，待纤维表面指触干燥后方可进行下一层的粘贴。

3.2.7涂面层胶

在纤维表面涂抹浸渍胶，以起保护作用。涂刷要求均匀，不得有漏涂或涂刷不饱满之处。

3.2.8养护

碳纤维片施工后，应进行养护，保证养护期间的温度不低于专用粘结剂的允许使用温度；养护期一般在1～2周内；对施工部位应进行遮挡封闭养护，防止人为扰动造成损坏。

4.碳纤维拉拔检测

4.1设计要求

测试位置：复合材料补强施作区域。

测试频率：施作区域原则上每500m2测试一次。

检测标准：拉拔结果破坏面必须为混凝土破坏或拉拔强度大于 2MPa视为合格（结构混凝土不得低于C25）。

4.2现场拉拔实验

经现场碳纤维布拉拔实验（采用碳纤维拉拔仪）均为混凝土破坏，拉拔强度大于2MPa，满足设计要求。

对采用碳纤维布及钢板结合补强加固技术的梁，主要对构件的抗弯、抗剪承载能力进行了检测，均达到设计要求，起到了对构件加固、补强的目的。

碳纤维板范文第5篇

关键字：二次受力；碳纤维板；极限承载力；加固

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

0 引言

近年来，考虑二次受力的 FRP 加固混凝土梁正截面承载力的试验研究越来越受到关注。相关研究表明，不同加载历程对钢筋混凝土梁承载力的提高程度有着不可忽视的影响[1-3]。由于实际工程下经常会对梁在不同损伤情况下进行加固[4-6]，针对这种情况，本文通过对不同试验参数、不同预裂程度下的钢筋混凝土梁进行的CFRP板表层嵌贴加固试验，分析不同试验参数、不同预裂程度下对应变、挠度以及正截面抗弯承载力提高程度的影响，为 CFRP 板表层嵌贴加固理论的完善提供试验数据和理论参考。

1 试验概况

1.1 试验试件

本次试验共浇筑了4根梁，其中一根为对比梁，试验梁的具体试件尺寸见图1。

表1 设计试件

注：加固梁预裂程度均为20%。

表2 钢筋材料性能表

表3碳纤维板和结构胶力学性能指标

图1 试验梁的试件尺寸

混凝土采用150×150×150 mm3立方体试块，其28d力学性能指标由RMT-201岩石与混凝土力学试验压力机测得，抗压强度24.3 MPa（C20试验平均值）；CFRP板采用CFC3碳纤维板及TGJ01结构胶。钢筋材料性能见表2，CFRP板性能见表3。

主要测量：荷载～位移曲线、钢筋应变、碳纤维板应变、跨中挠度、混凝土应变、裂缝开展情况。

1.2 试验过程

试验采用200 kN电液伺服压力机，纯弯段长为400 mm，通过采取两点加载，见图2。为保证分配梁上安置标定后的压力传感器正常工作。对比梁按3 kN/级加载，加固梁调整2 kN/级。并在加固试件处于弹性阶段（混凝土开裂）、混凝土压碎至钢筋屈服（钢筋屈服点）和钢筋屈服至梁破坏（极限荷载）处，降低每级荷载荷载值，以记录较为准确受损梁试验数据。随后继续下一级加载。

图2 试验梁测点布置图及加载仪器

2 试验结果及分析

2.1破坏形态分析

根据本次试验的实际观测可知，CFRP加固梁粘结界面失效破坏，可根据发生部分的不同细分为以下三种形式：1、CFRP板～胶层界面破坏。产生这类破坏的原因是由于CFRP板～胶层界面抗剪强度小于胶层～混凝土界面抗剪强度；2、开槽附近混凝土开裂引起的剥离破坏。破坏主要发生在混凝土抗拉强度低的试件中；3、胶层～混凝土界面破坏。这是因为CFRP板嵌贴长度太短而使胶层～混凝土界面抗剪强度不足而发生的破坏。现将各构件破坏特征汇总与表4中，并附上梁主要破坏形态如图3、图4。

图3 剪切破坏图4 弯曲破坏

表4 各试验梁破坏特征汇总表

注：A：剪切破坏；B：弯曲破坏；C：端部混凝土开裂引起的剥离破坏；D：胶层界面破坏。

从表4分析可知，在其他因子均相同的情况下（预裂程度、混凝土强度，配筋率等），CFRP板的嵌贴方式及嵌贴长度的差异对梁的最终破坏形态影响较大。

2.2 钢筋及碳纤维板应变分析

由图9分析可知，总体而言，各试验梁的钢筋屈服荷载均保持在70kN左右，钢筋屈服点约为1490με，说明梁的钢筋屈服荷载仅与钢筋本身性能有关，加固梁L2、L3、L4在钢筋屈服之前，其钢筋应变斜率均远远小于对比梁。由L2碳纤维应变与钢筋应变分析可知，钢筋与碳纤维在加固过程中共同发挥作用。在试件弹性阶段，碳纤维板斜率远大于钢筋应变斜率，说明在加载初期碳纤维即已发挥作用，加载中期直至碳纤维板破坏弹出，两者均共同分担试件荷载。

图9L1、L2、L3、L4受拉钢筋跨中处应变曲线

由图10分析可知，总体而言，L2、L3、L4在加固过程中碳纤维板的应变曲线基本一致，而L3、L4的碳纤维应变曲线斜率发展明显比L2要大，说明在碳纤维相同用量的情况下，开槽方式（2槽2板的碳纤维应变发挥比1槽2板要强）对碳纤维板的强度发挥有较大影响，而嵌贴长度在800mm~ 1000mm之时，对碳纤维板的强度发挥影响较小。

图10L2、L3、L4碳纤维板跨中处应变曲线

由上述分析可知，加固梁的钢筋斜率均大于对比梁，这是因为在加固过程中，碳纤维板与钢筋协调作用承担上部荷载，提高了梁的整体刚度；而开槽方式的不同，布置方式（2槽2板）的碳纤维发挥比1槽2板的要强的多。但本文对碳纤维板的嵌贴长度未作深入研究，但相关文献表明[7]，碳纤维板的应变发挥均有一个最佳的嵌贴长度。

2.3 跨中挠度分析

各试验梁的跨中挠度变化情况见图11，由图11分析可知，在弹性阶段，L1、L2、L3、L4的挠度相差不大，是由于碳纤维板的作用在此阶段发挥不明显。在混凝土开裂后的第二阶段及受拉纵筋屈服后的第三阶段，经碳纤维板加固过得梁L2、L3、L4挠度缓慢增大，而对比梁（L1）的挠度快速加大，而且随着外荷载的继续增大，此现象更为显著。产生此现象的本质是：加固梁的抗弯刚度变大了，碳纤维板的嵌入等同于加大了梁的受拉钢筋的面积，在受力纵筋屈服以后此现象最为明显。且碳纤维板同时起到了抑制裂缝发展的作用。

图11 各试验梁的跨中挠度变化图

2.4 极限承载力分析

表5 各试验梁极限承载力对比表

由表5可知，加固后梁的极限承载力均有所不同程度提高，其增幅为10.2 %～21.6 %，数据离散性较大。通过对L2和L4的数据分析可知（仅CFRP板嵌入方式不同，L2为两根碳纤维板嵌入一个槽，L4为两根碳纤维板分别嵌入两个槽），极限承载力的提高程度，L4要明显优于L2，分开嵌入CFRP板加固的效果更佳；通过对L3和L4的数据分析可知（仅CFRP板的嵌贴长度不同），极限承载力的提高程度随着CFRP板长度的增加而增加，但并不成正比变化。总体而言，用碳纤维板嵌入法加固预裂钢筋混凝土梁对于极限承载力的提高是有效的。

3 结论

各构件梁在用CFRP板嵌入法加固后，刚度均有较大提高，裂缝宽度和挠度值也明显减小。说明CFRP板嵌入法加固开裂钢筋混凝土梁（预裂程度为20%），可有效的抑制裂缝的开展和减小挠度，对实际工程的加固应该是有效可行的。

各加固梁在嵌入CFRP板后，碳纤维板与钢筋协调作用承担上部荷载，提高了梁的整体刚度；而开槽方式的不同，布置方式（2槽2板）的碳纤维发挥比1槽2板的要强的多。

总体而言，用碳纤维板嵌入法加固预裂钢筋混凝土梁对于极限承载力的提高是有效的。就本次试验而言，极限承载力提高最低为10.2 %，最高为21.6 %，但并不成线性变化。

参考文献：

[1] 曾祥蓉，江世永.基于ANSYS的预应力CFRP布加固混凝土梁有限元分析[J].后勤工程学院学报, 2004, 3:38-40.

[2] 美国ANSYS公司中国分公司. ANSYS结构非线性分析指南[M].2001.

[3] Malek A Saadatmanesh H and Ehsani M. (1998). “Prediction of

failure load of RC beams Strengthened with FRP plate due to stress

concentration at the plate end.” ACI Street J 95(1): 142-152.

[4] ARDUINI M, NANNI A. Parametric study of beams with externally

bonded FRP reinforcement [J]. ACI Structural Journal, 1997, 94

（5）:493-551.

[5] 曹国辉，方志，吴继峰. FRP 片材加固钢筋混凝土梁二次受力试验研究[J]. 建筑结构, 2005, 35（3）：30-32.