建筑工程混凝土结构加固技术应用探讨_建筑论文

建筑工程混凝土结构加固技术应用探讨

郑丹阳

摘要：碳纤维材料加固建筑工程混凝土结构的方法具有强度高、重量轻、耐腐蚀、施工简便等优良特性受到土木工程界的普遍关注，是一项极具发展潜力的施工方法，其中以混凝土结构物维修加固实例最多，本文首先对碳纤维材料加固混凝土结构的特点做了总结，然后针对相关的应用案例，对碳纤维材料在建筑结构加固中的应用也做了探讨和阐述。

关键词：建筑工程；混凝土结构；加固技术

1 建筑工程混凝土结构加固技术特点综述

（1）碳纤维材料加固法通常以混凝土板、梁、柱、桥面板、桥墩以及隧道衬砌为对象进行构件的杭弯补强、抗剪补强以及防止混凝土开裂、剥落等。

（2）抗腐蚀性能和耐久性好。建筑工程用的碳纤维材料复合材料不仅能经得起水泥碱性的腐蚀，而且当应用于经常受盐害侵蚀等腐蚀性环境时，其寿命较长，有很好的防水效果。

（3）碳纤维复合材料具有很高的材料抗拉强度，且自重小，即比强度高。如用纤维复合材料对房屋结构进行加固，可基本不考虑纤维复合材料对原结构附加的荷载。

（4）具有很高的比刚度，高弹模碳纤维材料的弹性模量可达到钢材的2~3倍，弹性变形能力强。

（5）抗疲劳能力强，在纤维方向加载时，与普通钢筋混凝土相比，粘贴碳纤维材料加固混凝土的抗疲劳性能有了很大的提高。

2 建筑工程混凝土结构加固技术应用

2.1 工程概况

某高层混凝土建筑设计为框架结构，设计总层数13层，地下1层，建筑面积38910m2，一至三层做商场超市等商业用房使用，混凝土结构基础设计采用独立基础，基础底面为1950mm×1950mm，框架柱截面为550mm×550mm，纵向框架梁截面为300mm×300mm，横向框架梁截面为350mm×900mm。在该建筑工程主体工程建设完成交付使用后5年开始观测其沉降，不断发现有梁板出现裂缝，而且裂缝在不断的发展。在持续观测2年后对其结构进行加固，加固施工工程完工后重新投入使用。

2.2 主要加固施工技术

（1）施工流程

施工准备→混凝土结构表面处理→配制并涂刷底层树脂→配制找平材料并对不平整处进行找平处理→配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂→粘贴碳纤维材料片材→表面防护。

（2）施工准备

混凝土结构表面缺陷及转角处理：必须打磨平整，平整度需达到5mm/m。当绕过转角时，转角必须打磨成半径不小于20mm的圆角，底层不得使用任何溶剂稀释底层树脂及浸演树脂。

（3）基底处理

基底混凝土结构表面各种影响粘结的材料必须用角磨机打磨干净。混凝土结构表面打磨生成的粉尘必须清除干净。如果采用高压水清洗，则必须在混凝土结构表面完全干操后才能进行下一步混凝土结构截面恢复的工作。对于混凝土结构表面的各种缺陷需用专用修补砂浆修复平整后才能进行下一步工作。如果钢筋裸露或有锈蚀得现象存在，则必须先对钢筋进行除锈处理。如果在裂缝处或混凝土接缝处漏水严重，则必须在混凝土结构表面采取相应的措施进行修复处理。

对于混凝土结构宽度小于0.2mm的裂缝，用环氧树脂进行混凝土结构表面涂抹封闭，大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝；将混凝土结构表面的残缺，破损部分清楚干净，使其混凝土结构表面平整；严格检查外露钢筋是否锈蚀现象存在，如有锈蚀，需进行必要处理，对经开凿，清除和露筋的构件残缺部分，用环氧砂浆进行修补、复原，达到表面平整；将构件表面凸出部分打磨平整，修复后的接差要尽量平顺，棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径应≥20mm；结构或构件用角磨机打磨除去1~2mm厚表层后，用吹风机将表面灰尘和杂物清理掉，用酒精清洗，并使表面充分干净。

在低温施工状态下，环氧基材料会引起粘度的增加和硬化的不充分，从而直接影响混凝土结构的加固质量。因此环氧材料适宜在温度为5℃至35℃的环境中进行拌和。把底层涂料的主剂和固化剂按规定比例称量准确后放入容器内，并用搅拌器搅拌，搅拌时最好沿同一方向搅拌，尽量避免混入空气形成气泡。在拌和时必须采用合适的工具，并加以一定的速度来获得正确的混合物，不得使用过期的原料。根据需要控制每次的拌和量，并在合适的时间内使用完。

（4）粘贴加固施工工艺

粘贴加工施工中需注意在环境温度小于5℃、及在雨季或有潮气的天气情祝下，不得进行底层树脂的施工。搅拌应采用电动搅拌器，每次的拌和量应根据施工用量及其有效期决定。不得使用超过有效期的拌和树脂，还必须注意每批拌和物的有效期会因环境温度及拌和量的多少而不同。

在使用其他涂层前，先用刷子或滚筒用渗透性底层树脂涂刷加固部位的混凝土结构表面，随后立即通过完全的重复滚压使底层树脂渗入混凝土结构表层。用专用滚筒刷均匀地将底层涂料涂刷于混凝土结构表面，厚度不超过0.4mm，并且不得漏刷或有流淌、气泡等不良现象，指触干燥后才能进行下一道工序，树脂的用量取决于混凝土结构表面的粗糙度，底层树脂引起的混凝土结构表面不平整必须用砂轮机或其它工具打磨平整。

仅靠打磨常常难以完全消除混凝土结构表面的凹凸不平，而且混凝土结构表面常常存在凹陷，空隙等缺陷，这样容易导致铺贴碳纤维布时产生气泡和皱折影响使用效果，一般要在打磨的基础上使用豁结腻子等材料对构件表面修补，乳结面的修补工作应当在底层乳胶干燥后进行；将整平腻子的主剂和固化剂按规定的比例取用并置于拌胶板上，用刮刀将其混合均匀，一次混合的总量不得超过0.5kg，严禁使用混合后放置时间超过可使用时限的材料。修补时重点在模板错位造成的高差部位和混凝土浇注时留下的气泡孔洞以及转角部位进行修补，当构件表面存在较大的转角时，所需的整平材料的量较多，为避免出现腻子的流淌现象，应当分层进行修补，等前一层指触干燥后再刮涂下一层。

碳纤维布应按要求进行剪裁处理，剪裁碳纤维材料应在干净、干燥、无障碍的环境下进行，同时做好防尘防水等防护，剪裁后的碳纤维材料应按照规格分类放好，并做好标识。当找平材料在施工完后一周内未进行下一步工序，则其表面还必须用砂皮纸打磨粗糙，而不得使用溶剂擦洗。

按照相关材料的使用说明配置浸渍树脂，搅拌应采用电动搅拌器。每次的拌和量应根据施工用量及有效期决定。用中等细毛滚筒或刮板在已找平的表面或碳纤维材料上均匀涂抹一层厚约0.5mm的浸渍树脂薄层，再将碳纤维材料粘贴在已徐有浸渍树脂的混凝土结构表面，并用滚筒或刮板沿纤维方向多次挤压，挤出气泡，以使浸渍树脂充分浸透碳纤维材料。注意挤压时不得损伤碳纤维材料。碳纤维材料沿受力方向的搭接长度不应小于100mm。尽量缩短浸渍树脂的搅拌及使用时间，以保证树脂在变稠或凝固前至少有15分钟的工作时间。

一般情况下，碳纤维材料的养护时间为5-7d，在此期间应采取有效可靠的方法进行防水、防尘、防碰撞措施，使其充分地固化。同时养护期间不得在加固部位上进行任何施工。

结语

碳纤维材料加固法是把碳纤维片含浸树脂系粘结剂叠合在混凝土构件受力部位使之与基体合为一体，使两者共同工作，提高结构构件的承载能力，从而达到加固目的的一种施工方法。碳纤维材料加固系统对施工环境及时间要求较高，切割工程对放线定位的要求较高，所以严格规范操作过程和加强施工人员质量意识也是工程质量保证的关键。

参考文献

1.郑伏龙.浅谈碳纤维加固应用技术.山西建筑.2009(1)

2.王朝秀，周亚平. 碳纤维布(CFRP)在混凝土结构加固工程中的应用.安徽冶金科技职业学院学报.2005(1)

3.张玉成等. CFRP布和钢条带混合法加固某住宅楼楼板.建筑技术.2005（6）