1序言

碳纖維加固結構修補技術是一種新型的結構加固技術，它利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼於混凝土表麵，能夠提高構件的抗彎
、抗剪承載力、軸向抗壓承載力，提高構件的剛度及延性

、控製混凝土構件裂縫的擴展
，是目前比較理想的建築修補加固技術。碳纖維（CFRP）用於混凝土結構加固修補的技術於20世紀80年代美、日等發達國家首先開發
，我國起步較晚
，目前在此領域使用方興未艾。

2工程實例

山東某電力公司職工住宅小區磚混住宅樓11棟，總建築麵積約7萬平方米，樓板全為現澆板
，板厚110mm，混凝土強度等級為C20，所用混凝土為工地現澆。小區在主體工程竣工完成後，其中9棟樓普遍出現了樓板開裂的現象，樓板開裂麵積共約5000mm2,總開裂麵積約占總麵積的10%。

2.1現澆樓板裂縫的形式

本小區現澆樓板裂縫的形式主要有以下幾種：

1、樓板四角與牆交界處，其走向與板的對角線垂直；2樓板跨中部平行於梁的直裂縫3樓板板底中部，呈放射狀向四周散開
；4樓板板麵規則短裂縫；5管線位置附近
，沿管線方向延伸。

zhexieliefengyibandouchuxianzailoubanjiaozhuwanbujiu，zaiweihaigongchengweitourushiyongqian，shuyufeihezaiyinqideliefeng

，yibanbuhuiyingxiangjiegoudechengzainengli，zhuyaoyingxiangdaomeiguanhenaijiuxing，ruguoxingchengtongfengjiuhuiyinqilouban漏水，需要加固。提前做好威海防水準備
，造成使用上的不便，必須加以處理，同時，更重要的是要認識裂縫產生的原因。從設計
、材料選擇、施工等方麵入手

，盡可能防止裂縫的出現。

2．2現澆混凝土樓板開裂原因

混凝土收縮裂縫產生的機理是：混(hun)凝(ning)土(tu)在(zai)結(jie)硬(ying)過(guo)程(cheng)中(zhong)，體(ti)積(ji)會(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，水(shui)泥(ni)石(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)水(shui)化(hua)熱(re)，由(you)於(yu)構(gou)件(jian)內(nei)部(bu)和(he)表(biao)麵(mian)升(sheng)溫(wen)和(he)降(jiang)溫(wen)速(su)度(du)不(bu)同(tong)，混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)收(shou)縮(suo)變(bian)形(xing)就(jiu)不(bu)同(tong)

，混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)收(shou)縮(suo)變(bian)形(xing)受(shou)到(dao)外(wai)界(jie)的(de)約(yue)束(shu)時(shi)

，就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)收(shou)縮(suo)應(ying)力(li)，當(dang)收(shou)縮(suo)應(ying)力(li)超(chao)過(guo)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)度(du)時(shi)，混(hun)凝(ning)土(tu)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)裂(lie)縫(feng)。經(jing)研(yan)究(jiu)分(fen)析(xi)，本(ben)工(gong)程(cheng)現(xian)澆(jiao)混(hun)凝(ning)土(tu)樓(lou)板(ban)收(shou)縮(suo)開(kai)裂(lie)主(zhu)要(yao)是(shi)由(you)材(cai)料(liao)和(he)施(shi)工(gong)方(fang)麵(mian)的(de)原(yuan)因(yin)引(yin)起(qi)的(de)
，大(da)概(gai)有(you)以(yi)下(xia)幾(ji)點(dian)：

2．2．1材料方麵

（1）混凝土配合比、水灰比

shouxian，youyuxianchangjiaobandehunningtupeibiguochengbugoujingque，zaochenghunningtufencenglixi

，shangbuchuxianfushuinijiangceng，shousuoda
，congeryinqiloubanmiandebuguizeliefeng。qici
，youyushuihuibijiaoda
，hunningtuzhongcanyushuihuafanyingdeshuiliangjinweiyoulishuide20―25%，大量的遊離水在蒸發後會在混凝土中產生大量毛細孔，從而增加混凝土的收縮，引起樓板麵不規則裂縫。

（2）水泥品種等級，水泥用量以及水泥安定性隨著高強混凝土的應用，水泥的等級要求就高,水(shui)泥(ni)用(yong)量(liang)也(ye)就(jiu)越(yue)大(da)，水(shui)化(hua)熱(re)就(jiu)越(yue)高(gao)，混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)收(shou)縮(suo)變(bian)形(xing)也(ye)越(yue)大(da)。由(you)於(yu)本(ben)工(gong)程(cheng)所(suo)用(yong)水(shui)泥(ni)澆(jiao)築(zhu)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)非(fei)裝(zhuang)飾(shi)水(shui)泥(ni)，但(dan)顏(yan)色(se)卻(que)呈(cheng)白(bai)色(se)且(qie)黯(an)淡(dan)無(wu)光(guang)，所(suo)以(yi)根(gen)據(ju)水(shui)泥(ni)安(an)定(ding)性(xing)不(bu)達(da)標(biao)的(de)相(xiang)關(guan)描(miao)述(shu)初(chu)步(bu)判(pan)別(bie)水(shui)泥(ni)安(an)下(xia)性(xing)不(bu)合(he)格(ge)
，對(dui)水(shui)泥(ni)的(de)安(an)定(ding)性(xing)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)，證(zheng)明(ming)了(le)水(shui)泥(ni)配(pei)比(bi)存(cun)在(zai)著(zhe)問(wen)題(ti)，庫(ku)存(cun)熟(shu)化(hua)時(shi)間(jian)過(guo)短(duan)從(cong)而(er)導(dao)致(zhi)安(an)定(ding)性(xing)不(bu)合(he)格(ge)。由(you)於(yu)安(an)定(ding)性(xing)不(bu)合(he)格(ge)，混(hun)凝(ning)土(tu)與(yu)骨(gu)料(liao)的(de)握(wo)裹(guo)力(li)差(cha)
、粘結力小
，所以容易產生裂縫。

2．2．2施工原因

（1）混凝土強度的影響

混凝土強度未達到設計要求
，同時混凝土的抗拉強度低，從而引起樓板開裂。在加固施工過程中發現，某房間樓板在打磨掉表層水泥浮漿後，所暴露的結構麵隻顯露砂、石（圖1）

，而沒有粘結劑水泥
，經回彈的混凝土實測強度僅為15Mpa
，遠遠達不到設計要求的20Mpa。



（2）配筋和鋼筋保護層厚度達不到設計要求

施工中
，由於鋼筋配置不符合要求、鋼(gang)筋(jin)間(jian)距(ju)偏(pian)大(da)不(bu)符(fu)合(he)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)
，均(jun)會(hui)導(dao)致(zhi)樓(lou)板(ban)開(kai)裂(lie)。嚴(yan)重(zhong)時(shi)
，由(you)於(yu)施(shi)工(gong)擅(shan)自(zi)減(jian)小(xiao)配(pei)筋(jin)量(liang)
，則(ze)會(hui)引(yin)起(qi)構(gou)件(jian)的(de)安(an)全(quan)問(wen)題(ti)
，同(tong)時(shi)，由(you)於(yu)施(shi)工(gong)澆(jiao)注(zhu)混(hun)凝(ning)土(tu)時(shi)未(wei)鋪(pu)設(she)架(jia)板(ban)，施(shi)工(gong)人(ren)員(yuan)在(zai)鋼(gang)筋(jin)上(shang)踩(cai)踏(ta)
，致(zhi)使(shi)上(shang)層(ceng)鋼(gang)筋(jin)保(bao)護(hu)層(ceng)厚(hou)度(du)偏(pian)大(da)
，引(yin)起(qi)板(ban)麵(mian)開(kai)裂(lie)。某(mou)房(fang)間(jian)在(zai)使(shi)用(yong)鋼(gang)筋(jin)探(tan)測(ce)儀(yi)探(tan)測(ce)後(hou)發(fa)現(xian)，樓(lou)板(ban)上(shang)表(biao)麵(mian)保(bao)護(hu)層(ceng)厚(hou)度(du)達(da)到(dao)50mm（本房間為板底、板頂雙層布筋）
，而設計保護層厚度僅為20mm；鋼筋間距350mm，而設計間距為上表麵200mm，下表麵150mm。

（3）施工中人為的偷工減料

在zai施shi工gong過guo程cheng中zhong，出chu現xian工gong程cheng問wen題ti，施shi工gong人ren員yuan為wei了le圖tu方fang便bian，偷tou工gong減jian料liao。例li如ru，某mou房fang間jian在zai澆jiao注zhu過guo程cheng中zhong出chu現xian了le露lu筋jin情qing況kuang，工gong程cheng人ren員yuan沒mei有you采cai取qu相xiang應ying的de措cuo施shi，而er是shi僅jin僅jin是shi用yong石shi灰hui砂sha漿jiang抹mo麵mian（圖2）。施工人員的不規範施工是樓板開裂的重要原因。

3加固方案

3．1山東加固類型的分類

為(wei)了(le)便(bian)於(yu)加(jia)固(gu)
，進(jin)行(xing)規(gui)範(fan)化(hua)施(shi)工(gong)，需(xu)要(yao)對(dui)開(kai)裂(lie)樓(lou)板(ban)的(de)裂(lie)縫(feng)進(jin)行(xing)分(fen)類(lei)。根(gen)據(ju)裂(lie)縫(feng)的(de)位(wei)置(zhi)不(bu)同(tong)，可(ke)以(yi)將(jiang)裂(lie)縫(feng)分(fen)為(wei)結(jie)構(gou)性(xing)裂(lie)縫(feng)和(he)非(fei)結(jie)構(gou)性(xing)裂(lie)縫(feng)。其(qi)中(zhong)

，結(jie)構(gou)性(xing)裂(lie)縫(feng)的(de)重(zhong)要(yao)特(te)征(zheng)為(wei)垂(chui)直(zhi)於(yu)受(shou)力(li)方(fang)向(xiang)
，貫(guan)穿(chuan)或(huo)者(zhe)雖(sui)未(wei)形(xing)成(cheng)貫(guan)穿(chuan)但(dan)是(shi)長(chang)度(du)超(chao)過(guo)1m，此種裂縫縫寬一般在0.3mm以上;結構性裂縫之外的統稱為非結構性裂縫。在非結構性裂縫中
，又根據裂縫數量的多少，可以將開裂區分為四個等級；沒有裂縫或者裂縫隻有1條且極短（長度小於100mm），為I類區；1條裂縫（長度大於100mm）以上，3條裂縫以下，為Ⅱ類區；3條裂縫以上
，6條裂縫以下
，為Ⅲ類區；多於6條裂縫的情況，統稱為Ⅳleiqu。ciwai
，haiyouyizhongyouyitiaozhuliefeng
，ranhoushutiaoweiliefengyuzhuliefengchengyidingjiaodufangshezhuangkailiedeqingkuang。cizhongqingkuangjieyujiegouxingliefenghefeijiegouxingliefengzhijian，qiweihaichengduyuzhuliefengheweiliefengdechangduhekuandaimiqiexiangguan
，keyigenjuweihaichengdujiangqiguiyujiegouxingliefenghuozheⅢ、Ⅳ類區，這要根據工程人員的實際經驗來判別。為了便於裂縫的觀察，將樓板進行了灌水實驗，以此使裂縫顯現鮮明。（圖3-8）

3.2  加固方案的選取

山東本小區工程加固要求如下：

（1）  由於“十・一”期間職工要驗收新房，為了避免樓板開裂加固對職工心理造成不良影響
，所以加固必須在“十・一”前完成，施工工期隻有20餘天；

（2）  加固過程不能過多減小樓層高度

，同時不能過多增加樓層荷載；

（3）  加工質量必須要滿足安全要求以及耐久性要求。

為了滿足上述要求，本工程采用威海碳纖維布加固混凝土技術
，這是一種新型混凝土結構加固修補技術
，它利用浸漬樹脂將碳纖維布粘貼於混凝土表麵，共同工作，達到對混凝土結構構件的加固補強。

威海碳纖維加固技術最明顯的優點主要有以下幾點：

（1）  高強高效，適用麵廣，質量易保證，對於目前普遍采用的碳纖維材料，其抗拉強度為3550mpa
，比二級鋼（310mpa）高出十倍多。

（2）  施工方便
，工效高，沒用濕作業

，不需現場固定設施
，施工占地少。

（3）  碳纖維材料具有良好的抗腐性和耐久性，加固修補後
，基本不增加原結構自重及原構件尺寸，也無須對其進行維護，外裝修不受影響。

3.3 不同等級開裂區域的具體方案

本山東工程加固采用的碳纖維布都是100mm,根據樓板開裂情況不同

，實施不同的加固方式。

（1）  對於存在結構性裂縫的房間，開間在3.6m以上（含3.6m）的房間，采用100mm寬的300g/?的碳纖維布進行雙向加固，纖維布間距根據承載力計算確定,並且在結構縫處沿縫貼一道200mm寬300g/?的碳纖維布，（見圖9）；開間在3.6m以下的房間，采用100mm寬300g/?的碳纖維布垂直於結構性裂縫進行單向加固，碳纖維布間距根據承載力計算確定，並且在結構縫處沿縫貼一道200mm寬300g/?的碳纖維布（見圖10）
；

（2）  對於非結構性裂縫的樓板，對於Ⅰ，Ⅱ類區，一般情況不需要進行加固處理；

（3）  對於Ⅲ
，Ⅳ類區域
，對於存在結構性裂縫的房間，開間在3.6m以上（含3.6m）的房間，采用100mm寬200 g/?的碳纖維布進行雙向加固，纖維布間距根據承載力計算確定（見圖11）



；開間在3.6m以下的房間，采用100mm寬200 g/?的碳纖維布垂直於結構性裂縫進行單向加固
，纖維布間距根據承載力計算確定（見圖12）
；

4 加固步驟及施工組織

威海 碳纖維加固施工方法嚴格按照《碳纖維片材加固混凝土結構技術規範》（CECS  146:2003）及《混凝土結構加固技術規範》（CECS  25:90）

中的相應規範施工，具體施工工序如下：

4.1 定位放線

為了減少工人勞動量，加快施工進度，本工程采用部分打磨措施，即按照圖紙設計，在需要粘貼碳纖維布的位置進行打磨。為了打磨位置準確，需要事先進行放線定位。

4.2 表麵處理

混凝土表層出現剝落
、空鼓
、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對於較大麵積的劣質層在鑿除後應用環氧砂漿進行修複。混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表麵的浮漿、油you汙wu等deng雜za質zhi

，直zhi至zhi完wan全quan露lu出chu結jie構gou新xin麵mian，將jiang被bei粘zhan貼tie混hun凝ning土tu表biao麵mian打da磨mo平ping整zheng，尤you其qi是shi表biao麵mian的de凸tu起qi部bu位wei要yao磨mo平ping，轉zhuan角jiao粘zhan貼tie處chu要yao進jin行xing倒dao角jiao處chu理li並bing打da磨mo圓yuan弧hu狀zhuang（R?20mm）。用吹風機清除混凝土表麵灰塵，然後用丙酮擦洗，待混凝土表麵清潔幹燥後再進行下一步施工。

4．3材料粘貼

（1）塗刷底層樹脂

將主劑與固化劑先後置於容器中
，用彈簧秤計量
，按主劑：固化劑=3：1的配合比配置底層樹脂，均勻攪拌。根據現場實際氣溫決定用量並嚴格控製使用時間，一般情況下20―50min內用完。用滾筒刷將底層樹脂均勻塗刷於混凝土表麵，指觸幹燥後進行下一步工序施工
，一般固化時間為6―24h。

（2）找平處理

混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)凹(ao)陷(xian)部(bu)位(wei)應(ying)用(yong)找(zhao)平(ping)材(cai)料(liao)填(tian)平(ping)，模(mo)板(ban)接(jie)頭(tou)等(deng)出(chu)現(xian)高(gao)度(du)差(cha)的(de)部(bu)位(wei)應(ying)用(yong)找(zhao)平(ping)材(cai)料(liao)填(tian)補(bu)，盡(jin)量(liang)減(jian)小(xiao)高(gao)度(du)差(cha)。轉(zhuan)角(jiao)處(chu)也(ye)應(ying)用(yong)找(zhao)平(ping)材(cai)料(liao)修(xiu)補(bu)成(cheng)光(guang)滑(hua)的(de)圓(yuan)弧(hu)，半(ban)徑(jing)不(bu)小(xiao)於(yu)20mm。待找平材料表麵指觸幹燥後方可進行下一步工序。

（3）粘貼碳纖維布

按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布
，將調配好的浸漬樹脂（使用方法與底膠相同）均勻塗抹於所要粘粘的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多塗刷一些。塗刷厚度要比底膠稍厚。嚴禁出現漏刷現象，特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。準確粘貼碳纖維布後
，用滾筒刷反複沿纖維方向滾壓
，去除氣泡
，並使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，並使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布
，並用刮板刮塗均勻碳纖維布表麵的浸漬樹脂，刮塗過程中不得損傷碳纖維布。待碳纖維布表麵指觸幹燥方可進行下一步施工。多層粘貼重複以上步驟。在最後一層碳纖維布的表麵均勻塗抹浸漬樹脂，並撒上細砂作表麵的粗糙處理。需要搭接時，沿纖維方向的搭接長度不得小於200mm。

5施工注意事項

5．1施工質量保措施

為了保證工程加固質量，在整個施工過程中需要嚴格招待下列要求：

（1）
、碳纖維片材配套樹脂的原料應檢驗合格且未過使用期，儲存過程需要密封，遠離火源，避免陽光直接照射，以防材料變性。

（2）

、施工過程中應避免碳纖維片材彎折，刮塗浸漬樹脂時防止刮傷碳纖維。

（3）、施工現場的環境溫度必須符合粘結材料的使用溫度

，如果不能滿足，必須采取措施使其滿足要求後再進行粘結。施工宜在環境溫度為5℃以上的條件進行
，並應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環境溫度低於5℃時，應采用適用於低溫環境的配套樹脂或采取升溫措施。

（4）

、當環境濕度不超過70%時
，可以不考慮環境濕度對樹脂固化的不利影響，否則需要嚴加注意。

（5）
、配製底層樹脂

，找平材料、浸jin漬zi樹shu脂zhi時shi均jun應ying滿man足zu一yi般ban施shi工gong要yao求qiu，還hai應ying根gen據ju施shi工gong進jin度du和he環huan境jing溫wen度du控kong製zhi每mei次ci的de拌ban和he量liang
，以yi保bao證zheng在zai粘zhan結jie材cai料liao規gui定ding的de使shi用yong時shi間jian內nei有you效xiao的de使shi用yong拌ban和he好hao的de粘zhan結jie材cai料liao。

5．2施工安全措施

本次加固工程工(gong)期(qi)要(yao)求(qiu)緊(jin)，工(gong)作(zuo)麵(mian)又(you)有(you)其(qi)他(ta)施(shi)工(gong)班(ban)組(zu)作(zuo)業(ye)
，而(er)加(jia)固(gu)的(de)各(ge)工(gong)序(xu)間(jian)需(xu)要(yao)有(you)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)的(de)養(yang)護(hu)和(he)固(gu)化(hua)過(guo)程(cheng)，所(suo)以(yi)各(ge)工(gong)種(zhong)之(zhi)間(jian)必(bi)須(xu)穿(chuan)插(cha)進(jin)行(xing)，為(wei)此(ci)要(yao)確(que)保(bao)施(shi)工(gong)安(an)全(quan)和(he)成(cheng)品(pin)保(bao)護(hu)，除(chu)施(shi)工(gong)現(xian)場(chang)的(de)輔(fu)助(zhu)工(gong)作(zuo)（電源
、照明
、腳手架）
，及時到位外
，並采取了如下措施：

（1）、打磨前，檢查打磨機
，接線板導線的完好，防止漏電觸電。

（2）
、表麵處理過程中，由於現場粉塵過多

，施工打磨人員必須戴好防塵口罩以及防塵鏡。同時，要確保打磨機前方無人。

（3）、由於碳纖維片材為導電材料，施工碳纖維片材時應遠離電氣設備的電源，並采取可靠的防護措施。

（4）、shuzhidepeizhiheshiyongchangsuoyingbaochitongfenglianghao
，bingqieyanjinyanhuo

，yuanlidianyuan，fangzhidianhuohua。xianchangzhantierenyuanyaodaihaoxiangjiaolaobaoshoutao
，fangzhishuzhideshishang。

6碳纖維布粘貼，質量檢驗

（1）  碳纖維布實際粘貼麵積不應少於設計麵積
，粘貼部位及層數應符合設計要求，位置偏差不大於10mm。

(2)威海碳纖維布與混凝土間的粘貼質量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維布片材表麵的方法檢查，總有效粘貼麵積不應低於95%。當碳纖維布空鼓麵積不大於1000 時，可采用針管注膠的方式進行修補。當碳纖維布空鼓麵積大於1000 時
，宜將空鼓部位的碳纖維片材切除
，重新搭接上等量的碳纖維片材，搭接長度不應小於100mm。

（3）碳纖維布與混凝土間的粘接強度采用了碳纖維片材加固混凝土結構施工質量現場檢驗方法，根據取樣規則，加固麵積在500至1000?的工程取兩組試樣
，所有試樣的試驗結果均屬於Af破壞形式，施工質量判斷為合格。

7 結語

本工程通過采用威海碳纖維布加固混凝土技術
，在緊迫的施工工期內對開裂現澆樓板進行了加固，經質量檢驗，效果良好，完全達到了業主的價格要求，得到了監理
、業主的好評。