淺析碳纖維布加固技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用
冼田生
摘 要：碳纖維布加固技術(shù)，全稱為“碳纖維復(fù)合材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)”，其主要原理就是把高性能的碳素纖維這種高性能纖維加入到土木工程中，即把碳纖維粘貼（黏貼劑通常為樹脂類材料）在結(jié)構(gòu)的表面或構(gòu)件的表面，形成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic，CFRP）。CFRP利用它和結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件之間的協(xié)同作用，能夠有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的受力狀況，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固的目的。本文主要探討了碳纖維布加固技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：纖維布；加固技術(shù)；水利工程；實際應(yīng)用

碳纖維布加固技術(shù)具有比較廣泛的應(yīng)用范圍，例如對各種工程領(lǐng)域中拉彎、受拉以及受剪的鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固處理，并且理論和實踐操作方面均已經(jīng)非常成熟。黏貼劑樹脂主要包括粘浸樹脂、底層樹脂以及相關(guān)整平材料，粘浸樹脂的功能主要就是讓碳纖維和混凝土形成一個完整的復(fù)合性整體，底層樹脂以及相關(guān)整平材料的主要目的是提升碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量，三者的協(xié)調(diào)工作能夠讓碳纖維布加固技術(shù)充分發(fā)揮它的功用。

1.在水利工程中應(yīng)用碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)點
在水利工程中應(yīng)用碳纖維布加固技術(shù)具有十分明顯的優(yōu)點：第一，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行任意裁剪，所以能夠很方面地對各種形狀（例如，圓形、復(fù)雜曲面等）的結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件進(jìn)行加固；第二，在整個加固補(bǔ)強(qiáng)過程中無需大型的加固機(jī)械和工具，因具有較快的施工速度和很高的工程效率。第三，具有優(yōu)秀的抗?jié)B性能、抗沖刷性能以及耐腐蝕性能。第四，碳纖維布糙率顯著小于混凝土表面糙率（0.007＜0.014），因而在加固之后，可以顯著提升流量系數(shù)，進(jìn)而提升管道的過流能力。第五，封閉混凝土裂縫的效果非常突出，可以實現(xiàn)延緩甚至消除裂縫出現(xiàn)、擴(kuò)展的目的。第六，采用碳纖維布加固技術(shù)進(jìn)行加固之后可以較好地保持原有斷面的大小與形狀；第七，具有非常好的加固效果，無需進(jìn)行后期維修處理，具有很高的經(jīng)濟(jì)性。

2.加固施工之前的相關(guān)準(zhǔn)備措施
施工之前的認(rèn)真準(zhǔn)備工作具有非常重要的意義，具體從以下幾個方面進(jìn)行準(zhǔn)備：首先，認(rèn)真閱讀相關(guān)的設(shè)計圖紙與施工圖紙；其次，認(rèn)真檢查施工所需的碳纖維布、各種材料和機(jī)具等，確保質(zhì)量合格、安全可靠；最后，依照施工現(xiàn)場的具體要求，同時結(jié)合被加固構(gòu)件混凝土的具體情況，編制具有較高可行度的施工方案。
粘接材料主要用于粘貼碳纖維布，其類型主要有三種，即粘浸樹脂、底層樹脂以及相關(guān)整平材料。
第一，浸潰樹脂。浸潰樹脂對于粘結(jié)材料能夠發(fā)揮出理想的效果，其能夠把碳纖維布粘貼在慘補(bǔ)后的混凝土表面。牯結(jié)材料的牯度會因為時間因紊而出現(xiàn)先降后升的變化，雖變化幅度較�。�但還是建議采取相關(guān)的改進(jìn)措施提高綜合性能。
第二，底層涂料。在水利工程當(dāng)中，底層涂料的主要功能就是浸入混凝土的表面，等待材料固化之后，底層涂料可以讓混凝土獲得優(yōu)秀的粘接力以及封閉性，大大增強(qiáng)混凝土表面的強(qiáng)度，實現(xiàn)膠接性能的優(yōu)化和完善，改進(jìn)混凝土和碳纖維布之間的枯結(jié)能力水平，在最大程度上擴(kuò)大碳纖維復(fù)合體系和混凝土結(jié)構(gòu)之間的傳遞范圍。在水利工程中，根據(jù)工程的實際情況，底層涂料在具有優(yōu)秀固化強(qiáng)度的同時，更要具有令人滿意的粘度，只有同時具有兩個方面的性能，才能真正發(fā)揮底層涂料浸入到混凝土表面的功效。
第三，相關(guān)整平材料。對于碳纖維布狀材料而齋，其僅在和經(jīng)過修補(bǔ)的混凝土結(jié)構(gòu)表面事先完全接觸后，其補(bǔ)強(qiáng)作用才能得到充分地發(fā)揮。在正常的室溫條件經(jīng)過處理顯示，配合使用適當(dāng)?shù)腟K填料能夠幫助整平材料發(fā)揮出理想的施工效果，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。

3.施工措施分析
3.1混凝土表面的相關(guān)處理
黏貼碳纖維位置需要進(jìn)行精確的測量和放線。首先要進(jìn)行認(rèn)真的清理，即認(rèn)真清理底層混凝土表面上的劣化層（主要包括浮漿、風(fēng)化物以及污物等待）；同時，如果混凝土表面的裂縫＞0.2mm，應(yīng)該使用注膠實施相關(guān)處理。對于混凝土表面的棱角部位可以砂輪實施倒角，倒角圓弧半徑建議＞20mm，在進(jìn)行表面雜物進(jìn)行處理的時候可以利用酒精和水。
3.2底層涂料的涂刷
遵照施工要求的要求的比例，對主劑和硬化劑分別進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，然后將其放入到容器內(nèi)部實施拌和。利用筒刷平均的涂抹底層涂料應(yīng)該保持大于三個小時，在初次觸摸干燥的時候應(yīng)該停止涂刷；底層涂料干燥之后，應(yīng)該利用磨光機(jī)對其進(jìn)行處理。
3.3找平處理
根據(jù)適當(dāng)?shù)谋壤�把�?zhǔn)備好的主劑和硬化劑設(shè)置在容器內(nèi)拌和均勻。并對梁體黏貼部位凹陷部位用環(huán)氧膩子找平，用磨光機(jī)將其抹平。
3.4碳纖維布的黏貼
使用刀片根據(jù)相關(guān)的尺寸截取碳纖維布．把布與混凝土接觸面清除干凈保持無雜物，下涂黏結(jié)樹脂后設(shè)置于混凝土表面。滾壓密實后將碳纖維布表面的面膜除去，半小時后進(jìn)行粘結(jié)樹脂處理。在粘粘過程中要根據(jù)工藝流程操作。
3.5表面保護(hù)
保護(hù)加固完畢之后，應(yīng)該在碳纖維布表面抹灰或者噴防火涂料，實現(xiàn)良好的表面保護(hù)效果。
3.6施工時的質(zhì)量要求
第一，一道工序完畢之后，應(yīng)及時進(jìn)行相關(guān)檢查，確保該道工序符合質(zhì)量要求之后才能夠進(jìn)入下一道工序的施工；如果檢查中發(fā)現(xiàn)問題要進(jìn)行及時的處理。第二，施工完畢之后，在現(xiàn)場驗收時，要對碳纖維布與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)地評定。

總之，在碳纖維布加固技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用一定要注意施工之前的檢查和施工過程中采用合理的方法，并將質(zhì)量觀念融入到施工中，確保工程施工的高質(zhì)量。

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