本文介绍了碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用。并对碳纤维复合材料性能及碳纤维复合材料加固桥梁的施工工艺做以探讨,指出碳纤维材料使桥梁工程加固技术研究更上一个台阶,必将被广泛应用。

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工业技术

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碳纤维复合材料在桥梁加固中的应用 于辉’ 谢守军 (. 1吉林交通职业技术学院道路与桥梁工程系吉林长春 1 0 1: . 0 2吉林省交通基本建设质量监督站吉林长春 1 D 1 ) 3 2 0 3 2摘要：文介绍了纤维复合材料在桥梁加固中的应用。并对碳纤维复合材料性能及碳纤维复合材料加固桥梁的施工工艺做以探讨，本碳

指出碳纤维材料使桥梁工程加固技术研究更上一个台阶，必将被广泛应用。 关键词；碳纤维粘结材料桥梁加固 中图分类号： 4 4 L 4 -文献标识码： A文章编号： 6 4 o 8 ( o 8 1 () 0 7 - 1 1 7一 9 x 2 o ) 2c一 0 1 0

1引言 随着交通运输量的大幅度增长，车行密度及车辆载重的日益增加，有桥梁中现 相当一部分满足不了承载能力和使用性能上的要求。因此，对桥梁结构的维修、加固 和补强等领域的研究和工程应用已引起了世界性的关注。而碳纤维用于桥梁结构加固修复是一项新技术，是利用浸渍树脂它将碳纤维布沿受力方向或垂直于受力方向 粘贴在受损的桥梁的混凝土构件上，之使与构件原有钢筋共同工作，而达到对混从凝土构件的加固补强。加固后可增大结构抗拉及及抗剪能力，效地提高桥梁结构有的强度、刚度、抗裂性和延性，制裂缝和控挠度的继续发展，纤维质轻高强、耐腐碳蚀、抗老化，着优异的力学性能，其加有用固补强桥梁工程中混凝土结构施工简单便捷。 9年代以来，着新材料碳纤维加劲 0随塑料的大量生产和价格的逐渐降低，碳用纤维代替钢板作为外贴加固材料已成为一种趋势。下面就对碳纤维在桥梁加固中的应用作以介绍。

有过厚、过薄或有遗漏处。在现场气温低于 5,天或相对湿度 RH大于 8%,℃雨 5砼表面含水率在 8%以上有结露，无有效措施而时应暂停施工。 3.贴合碳纤维布粘贴碳纤维布 3将碳纤维单向布展开、拉紧，铺在平涂

有浸渍树脂的基面上，手轻压，用专用采用消泡滚顺纤维方向从中间向两边或沿一边多次滚压，出气泡，浸渍树脂充分浸挤使透碳纤维布，压时不得损伤碳纤维布。滚 中间无空穴、 的粘接性得到提高；平材料：纤维布很要做到碳纤维单向布平、直，整碳有可能因混凝土表面的锐利突起、错位和无气泡。多层粘贴时应重复上述步骤。在 结剂对被粘贴界面和碳纤维布有高的粘结力和强度，拉、抗压、特别是粘贴抗剪强抗度应远高于混凝土相应的强度，结剂对粘界面和碳纤维布都要有良好的渗透性和相容性，有抗冲击、耐疲劳、抗老化等优异具性能。 粘结材料根据粘接材料主要包括三类：底涂胶、整平材料和浸渍树脂。底胶浸入混凝土表面，化混凝土表面强度，强改进胶接性能，而使混凝土与碳纤维布之间从

转角等产生损伤或空鼓，而引起强度降从低。在涂敷的底涂材料指触干燥后，必须用找平胶进行找平，平材料可补平由于整混凝土表面劣化或表面处理造成的空洞或斜面；渍树脂：叫粘结主胶，浸也将连续粘贴的碳纤维布结合在一起，之呈板状硬使化，纤维之间相互结合、均匀抵抗外力，使 发挥纤维整体强度。

2碳纤维复合材料性能 碳纤维是一种纤维复合材料，谓纤所维复合材料 ( RP是由基本材料和增强材 F )料 (碳纤维 )两种以上组合材料在宏观如等 上组成的。

2 1碳纤维布 .碳纤维是一种力学性能优异的新材料，通碳纤维是以聚丙烯腈或中间相沥普青纤维为原料经高温碳化而成，化程度碳决定着诸如弹性模量、密度与导电性等性能。碳纤维长丝直径通常为 5 8 i~ n之间，合成含 3 0~l 0 0的长丝束，了并 00 80根为 改善碳纤维与基体的亲和性，维本身要纤

经过表面处理，形成能与基体反应的活性 基团。碳纤维的比重不到钢的 1 4而材料/,抗拉强度一般都在 3 0 MP 5 0 a以上，钢的是 7~ 9倍，拉弹性模量为 23 0~抗 00 4 0 0 a亦高于钢。因此碳纤维布的

比 3 0 MP, 强度即材料的强度与其密度之比可达到 2 0 MP/ g c以上， A钢的比强度 0 0 a (/ m )而 3仅为 5MP/g c左右，比模量也比钢 9 a (/ m )其高。材料的比强度愈高，构件自重愈小，则 比模量愈高，构件的刚度愈大，纤维的则碳强度虽然甚高，是其弹性系数却与钢筋但相差不多，这个意义上已预示了碳纤维从在工程的广阔应用前景。

纤维长方向片材的接头必须搭接 1c以 Om上，般搭接长度在 l 0一 5 mm以上，搭接且端部应平整无翘曲，时应多涂树脂，且此而把纤维片摞起来，泡、树脂操作照常进脱行。在宽度方向不需要搭接。碳纤维应贴于梁的受拉区的下缘，需要贴于粱侧面如时，限于 l 4梁高的范围，侧面的碳纤宜/对维布面积应乘以折减系数。在铺设滚压最后一层单向布后，做一次最后的压平、应 整理，再涂浸渍树脂。并 3碳纤维复合材料加固桥梁的施工工艺 3 4养护 . 3.基面处理 1粘贴碳纤维片后，自然养护 2小时需 4除掉混凝土表面强度较弱的风化层、 且污物、脱模剂层、浮浆并研磨，于基面的达到固化，保证固化不受干扰。贴面达对平错位与凸出部分以切割机或砂轮机将其磨到设计强度所需自然养护时间，均气温 0 0平，磨混凝土表面不平滑的凹凸面，打整在 l~2℃之间时需一周。粘贴好的碳纤在且平，除阶梯状部分的落差；角打磨圆消棱 维片，养护期间不得受到扰动，环境温 滑，径不小于 2 mm;半 0同时基面不可存有度不易过大。尖锐棱角，防止碳纤维在折角处产生集以中或局部刻断破坏。若有外露钢筋检查是 4结语否锈蚀，有锈块须予以清除，无锈蚀应若若碳纤维整体上无疑是一种轻质高强性做好防蚀处理。对经过剔凿、清除和露筋能优异的新兴建材，于碳纤维片材轻、由 的混凝土残缺部分，高于原结构混凝土强强度高，外现场粘贴无需重型设备、施用另度的细石混凝土进行修补、复原，到表面工便利、便于桥下的高空

作业，其适合达尤平整。缝宽小于 0 2 mm的裂缝，环氧树桥梁正常营运时加固公路桥梁。所以碳纤 .0甩脂进行表面涂抹封闭；缝宽大于 0 2 mm的维材料的出现和成功应用于桥梁工程的加 .0使裂缝，环氧树脂进行灌缝处理。裂缝或固与补强上，桥梁工程加固技术研究更用打磨部分若有漏水情形时，应先做好止水、上一个台阶，将被广泛应用。 必 导水处理。

[ 1云，】蒙卢波 .梁加固与改造【 .京：桥 M】北 人民交通出版社， 0 7 20.【】吕军辉 .纤维加固原理与施工技术 2碳[】山西建筑， 0 7 3 ( ) J. 2 0,34 . 【】岳清瑞，列平等 .纤维片材加固修 3叶碳复混凝土结构技术规程【 .京： M]北中国表面指触 (~5 ) 3 h不粘手后，规定配置并按计划出版社， 0 3 20. 搅拌均匀找平树脂，平基面，到基面平找做整无凹陷处。待找平树脂指触 (~5 )粘 3 h不 2 2粘结材料 .即粘结剂的性能和粘贴工艺是使被加固 手已基本固化后，可将浸渍树脂按规定厚~5不构件与碳纤维布共同受力的保证，求粘均匀涂刷在粘贴处，度约 3 mm,得要

3 2涂底层涂料 .把按比例配好的贴片底层涂料的主剂和固化剂称量准确后放入容器内，低速用搅拌器搅拌均匀，次调和量在可使用时一间内用完为准，过使用时间不得再用，超以确保粘结质量。用短毛滚均匀涂刷在待施工的界面上，得有遗漏处。待底层树脂不

参考文献

科技创新导报 Sce c n c n lg n o a in H r l in e a d Te h oo y In v to e ad

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