摘要：本文首先对碳纤维加固技术做了个简单的介绍，接着对残纤维加固技术在市政工程领域的应用做了举例说明，从而总结出碳纤维加固技术会在市政工程领域广泛应用的结论。
关键字：碳纤维，市政工程，应用
1、碳纤维加固技术概述
1.1 碳纤维加固的原理和适用范围
碳纤维加固技术是一种新型的加固修补的技术方法，主要原理是利用树脂类粘结材料于混凝土表面和构件受力部位粘贴碳纤维布和碳纤维板，达到对结构加固的作用。由于碳纤维加固技术所用的碳纤维材料是无机高分子纤维，拥有很高的耐水性，不易受到化学腐蚀，即便长时间浸泡在10%的硫酸和氢氧化钙溶液里，耐强度也不会降低，因此，适合用于建筑工程中大多数结构物的加固修补，如梁柱构件的抗剪加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、楼面荷载增大加固、楼板开裂加固等等。
1.2 碳纤维加固结构施工特点
碳纤维加固结构技术是利用碳纤维材料的特性，将碳纤维粘贴在结构表面，从而起到对
结构的加强作用。在实际施工过程中，碳纤维既可以单层粘贴也可以多层粘贴，还可以缠绕．
对于各种不同类型的节点、不规则的部位，都可用碳纤维进行加固处理。在碳纤维结构技术应用中，影响加固质量的因素主要有两方面，一是碳纤维材料的抗拉强度，二是粘贴碳纤维材料用粘结剂的剪切强度．碳纤维和混凝土的粘结质量直接影响加固效果加固后，碳纤维与混凝土之间不能有气泡，不能起鼓。另外，碳纤维布是一种可任意曲折的纤维布材料，施工不受加固长度的影响，适应面广。以上优点将使碳纤维加固结构技术在国内未来的加固行业中起着越来越重要的作用。
2.1、碳纤维在共同沟加固工程的应用实例
共同沟是指在埋设于城市道路下方，用于收纳城市电力、电信、上水等市政管线的地下隧道。由于共同沟的设置能有效提高对市政管线的综合管理，同时完全避免了管线施工对路面的影响。因此成为未来城市市政管线集约化发展的方向。现在许多城市为了配合市政工程建设，许多路段需要拓宽。原处于人行道和绿化带下方的共同沟就将被机动车道部分覆盖。这样共同沟结构所承受的恒载和活载发生变化。为了保障共同沟的安全，最终考虑对其进行加固处理。
2.1.1. 加固方案
由于城市主路共同沟隧道结构所承受恒载和活载发生变化，故需要对隧道结构及地基基础进行验算。共同沟承受的恒载为土荷载自重，活荷载为车辆荷载。现状共同沟外边距机动车道边线为2.25m。埋深1.5m。道路结构层390mm。根据荷载验算，地基能满足使用要求。原隧道结构配筋满足承载力要求，但隧道结构在靠近机动车道的一侧顶板与侧板外缘裂缝计算值虽满足规范要求，但富裕量较小。为保证结构在运营状态下正常使用时有足够的耐久性。根据以往工程经验。在靠近机动车道一侧的顶板、侧板上进行了粘贴碳纤维布加同处理。
2.1.2. 加固功效
城市主路共同沟结构加同采用日本东丽品牌，碳纤维材料规格为UT70—20，黏结胶水为WD—3503。材料室内试验结果为：抗拉强度标准值4560MPa（ 规范要求3000MPa）。弹性模量266GPa（ 规范要求≥ 210GPa），伸长率1。8（规范要求≥ 1.5）。正拉黏结强度4.3MPa（规范要求≥ 2.5MPa）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆试验结果表明该工程采用的材料能满足结构加固的需要。施工工艺的现场检测，得到的黏结强度平均值为3.83MPa，且破坏形式为混凝土内聚破坏，能满足规范要求。
2.2、碳纤维在桥梁加固工程的应用范围
某大桥加固建设，为配合道路拓宽改造工程， 需要对大桥进行加固处理， 以满足道路拓宽与荷载等级提高的要求。根据道路路拓宽对大桥加宽的要求， 以及检测单位提交的对大桥进行的可靠性检测报告， 针对上下部结构荷载等级提高及新增恒载变化情况进行了结构验算。根据验算结果， 原桥梁基础与桥墩能满足新荷载条件下的使用要求，但桥面的板梁、T 梁以及支承桥面的盖梁不能满足新荷载条件下的使用要求或承载力富余量不足， 需要对其进行加固处理。桥梁加固的方法选择粘贴碳纤维布的方法。对于板梁和T 梁， 在梁跨中沿梁底纵向粘贴碳纤维布， 在梁的支座两端粘贴L 型碳纤维箍， 碳纤维布的宽度、厚度以及层数则根据被加固梁的钢筋截面积缺失量来确定。对于盖梁， 在两侧面粘贴碳纤维U 型箍，盖梁顶设置带状压条碳纤维布。碳纤维布的宽度、厚度以及层数则根据被加固梁的钢筋截面积缺失量来确定。
三、碳纤维加固处理要点
(1) 破损面混凝土表面处理：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。
(2) 按设计要求对破损面钢筋处理后用M45 的环氧树脂砂浆进行灌缝或封闭处理，并保证钢筋保护层厚度不小于15ram。利用打磨机将其表面打磨平整，并用钢刷将其表面的粉尘、
油污等不洁物清除干净，使构件加固表面平整、干燥无粉尘。另外，如碳纤维需沿基纤维方
向绕构件转角处粘贴时，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于
20mm。
(3) 涂刷底层树脂：用专用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面，待树脂表面指触干燥时即进行下一道工序施工。
(4) 找平处理：表面凹陷部位用找平材料填补平整，且不应有菱角。
(5) 粘贴碳纤维片材：将配制好的浸渍树脂均匀涂抹于所要粘贴的部位，并用橡胶滚筒沿纤维方向多次滚压，挤除气泡，使浸渍树脂充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。多层粘贴重复上述步骤，待纤维表面接触干燥时即可进行下一层的粘贴。
(6) 在最后一层的碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。
总结：碳纤维质轻高强、耐腐蚀、抗老化，有着优异的力学性能。用其加固补强混凝土结
构施工工期短，施工所需人工少，具有简单便捷的特点，已经广泛用于混凝土结构的粘
贴加固工程。其中碳纤维加固技术以其超强的优势在共用沟工程中和桥梁工程中得到的广泛的应用，相信在将来的市政工程中将会得到更加广泛的应用。
参考文献
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[3] 赵彤、谢剑，《碳纤维布补强加固混凝土结构新技术》，天津大学出版社，2001 年1 月
论文作者:施华丰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第10期
论文发表时间:2017/7/25
标签：碳纤维论文; 结构论文; 荷载论文; 技术论文; 表面论文; 混凝土论文; 材料论文; 《基层建设》2017年第10期论文;