钢筋混凝土结构加固改造技术是什么？物理性能是怎样的？请看鲁班乐标编辑的文章。

碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。

1、碳纤维介绍

碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。

2、环氧树脂

不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。

（1）环氧树脂简介

仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片，有很强的粘结力。依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。我公司使用的各类树脂规格及性能（包括底层涂料的规格及性能、环氧腻子的规格及性能、粘结树脂的规格及性能等均有详细表格资料、以备索取）。

（2）物理性能

碳纤维片工法中使用了底涂、腻子、浸渗粘着树脂等三种环氧树脂。上述三种环氧树脂的使用目的各不相同，其物性标准也不相同。

①底涂：粘着强度

底涂必须确实具有把作用在混凝土表面上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能。因此粘着强度成为制定其物性标准的重要依据。

②腻子：

压缩强度·压缩弹性率

腻子用于填充混凝土上的微小缺损部分。因此，要求必须具有与混凝土同等以上的压缩强度。此外，还要求具有较高的压缩弹性模量。根据以上理由，制定腻子的物性标准时主要根据其压缩强度及压缩弹性模量。剪切强度·粘着强度

腻子与底涂一样必须具有把因荷载作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。

③粘着树脂：

张拉强度·弯曲强度

碳纤维片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP。重要

的是固化后的CFRP的物性，而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。但要想获得良好的CFRP物性，浸渗粘着树脂本身的物性确实也有影响。因此制定了最小限度的张拉强度及弯曲强度的物性标准。

剪切强度·粘着强度

浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP之外，还具有粘着剂的功能。与腻子、底涂同样，必须具有把因载荷作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。

相比之下，国产的树脂材料目前缺乏配套产品，用途单一，且尚未制定出严格的物性标准。

2、碳纤维材料与其他加固材料对比

（1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。

（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。（3）疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。

（4）重量：约为钢材的五分之一。

（5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。此外，由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大，与混凝土界面的粘接强度不如片材。3、材料性能

碳纤维片是以碳纤维为组分，以树脂为基体，通过一定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。它具有极其优越的品质：材料质轻高强，碳纤维片的抗拉强度比同截面钢材高7~10倍，用环氧树脂将它与结构物粘贴后形成一体，能可靠地与钢筋混凝土共同工作，获得优异的补强效果，而结构物自重的增加几乎可以忽略；其抗疲劳强度高，耐久性能好，耐磨损、抗老化等。注：设计厚度是按照碳纤维断面积推算出的厚度，施工时用的片材含有集束用的预浸树脂、玻璃纤维网和衬纸，其厚度与设计厚度不同。

4、工具简介

（1）基底处理工具：

①磨机：用于混凝土表面的打磨用

②錾子：用于剔凿混凝土表面松散部位的混凝土残渣

③钢丝刷：用于清除混凝土表面的不洁污渍

（2）粘贴碳纤维：

①调料容器：用于调和环氧树脂用

②衡器：用于称量材料各组分的重量

③搅拌器：用于搅拌混合树脂材料用

④刮板：用于修补凹凸不平及粘贴碳纤维抚平用

⑤滚筒刷：用于涂刷树脂用

⑥罗拉：用于碳纤维的脱泡和压紧用

（3）检测类工具：

①靠尺：用于检查混凝土表面平整度

②塞尺：与靠尺配合使用

③温湿度计：用于测量大气温度、湿度用

④小鼓锤：用于检查空鼓用⑤卷尺与钢板尺

（二）、使用范围

1、各类建筑结构增建、变更等预留钢筋固定。

2、横梁、柱头、楼板、剪刀墙等加固预留钢筋锚定。

3、各类刚结构、机械设备、支架等的螺杆锚定。

（三）、技术特点

1、高承载力（剪力、拉力）

2、对固定的基材不产生膨胀力，适宜边距、间距小的部位

3、施工简便、时间短（四）、植筋（化学锚栓）加固施工工艺流程①钻孔②清孔③注入锚固剂④植入钢筋或螺杆⑤固化⑥完成（五）、植筋技术数据钢筋直经钻孔直径钻孔推荐深度承载力（KN）10MM14MM150MM26.312MM16MM180MM37.914MM18MM210MM51.616MM22MM240MM67.418MM25MM270MM85.420MM28MM300MM105.222MM30MM330MM127.325MM32MM400MM153.828MM36MM500MM206.332MM40MM600MM257.9注浆加固设计

（一）、注浆加固设计针对钢筋混凝土结构物（构造物）由于各种原因产生的各种裂缝，采用环氧树脂类粘合剂及密封剂灌浆加固修补，在不影响生产运营的情况下可以达到预期的强度，延长结构的适用寿命，施工快捷方面，不需要大型机械作业，加固效果安全可靠。

（二）、注浆工法特点

1、采用慢速、低压连续灌浆，可以确保树脂注入裂缝细微部位

2、可以控制注入量，必要时可以补充灌浆料

3、可根据裂缝大小、注入状况的需要，调整压力

4、注入量和注入情形可以目视观察

（三）、注浆工法适用的范围

1、混凝土建筑物裂缝的修补：大厦、公寓、仓库

2、各种设施：储存、塔槽、烟囱等

3、桥梁、铁道的附属构件：桥墩、桥台、桥面、绗架、隧道等

4、港湾、河川设施：堤岸、便桥、拦沙坝、堰堤等

（四）、注浆加固工法施工工艺流程①基层处理②裂缝密封③安装底座④密封剂养护⑤注入浆材⑥硬化养护⑦修正饰平⑧完成改变受力体系加固法改变受力体系加固法，既在梁的中间部位增设支点、托梁（架）或将多跨筒支梁变为连续梁等方法。改变结构的受力体系，能大幅度地降低计算弯矩，提高结构构件的承载力，达到加强原结构的目的。按增设支点的支撑刚度的不同，分为刚性支点和弹性支点两种。按支撑的受力情况分预应力支撑和非预应力支撑。（一）、刚性支点所谓刚性支点，就是指新增设的支撑件刚度很大，以致被加固结构构件的新支点在外荷载作用下没有竖向位移或位移很小可忽略。工程中常见的集中支撑体系，这些杆件受轴向力作用，在后记上荷载作用下，新支点的变位很小，可以作为刚性支点考虑。

（二）、弹性支点所谓弹性支点，是指所增设的支杆或托架相对刚度不大，在外荷载作用下，新支点的位移相对于原结构支座较大。当采用受弯构件作为支撑件或支撑件的刚度较小，轴向变形叫大时，支撑点的位移不能忽略，应按弹性支点计算。工程中长作为弹性支点计算的加固件。

（三）、预应力撑杆（支柱）预应力撑杆（支柱），是指在施工时，对支撑杆件施加预压应力，使之对被加固结构构件施加预顶力。它不仅可保证支撑件良好地参加工作，而且可调节被加固结构构件的内力。预定理顶力对被加固构件的内力有较大的影响，梁中弯矩随预应力的增大而减小，预顶力越大，跨中弯矩减少得越多，增设支点的“卸载”作用也就越大。若预顶力过大，原梁可能出现负弯矩。绞线，适用于横墙开裂加固、顶层墙体抵抗温度应力加固和抗震加固。工艺流程：①定位②墙体上钻孔③穿钢拉杆④施加预应力⑤锁定⑥端头保护。

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