粘貼碳纖維布在橋梁裂縫處理中的應(yīng)用

劉慶華

（新疆公路工程咨詢公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 工程概況

五一隊二橋位于巴克圖-塔岔口S221線上，中心樁號為K65+233，橋梁全長21m，跨徑布置為1—16m。上部構(gòu)造為預(yù)應(yīng)力混凝土上承簡支空心板梁。

經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，橋梁板底縱向裂縫較嚴(yán)重，臺帽蜂窩麻面，鉸縫泛堿腐蝕，防撞墻腐蝕麻面。采用的處理辦法是對裂縫進(jìn)行封縫注膠修補(bǔ)，以恢復(fù)其整體受力性能。

2 裂縫處理措施

裂縫處理流程為：FH—B8001多功能養(yǎng)護(hù)機(jī)清洗裂縫處理→檢查裂縫寬度及走向→黏結(jié)注膠嘴→封縫→依次壓力注膠→清除注膠嘴。

根據(jù)裂縫的寬度不同要選擇不同的處理方法：如果裂縫寬度在0.15mm以下，使用裂縫封堵膠FH—EM對其進(jìn)行封閉處理；如果裂縫寬度在0.15mm以上，使用裂縫膠FH—DD對其進(jìn)行注膠處理。

通過采取裂縫修補(bǔ)，能有效防止誘發(fā)鋼筋銹蝕的介質(zhì)侵入，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。通過對混凝土補(bǔ)強(qiáng)，能有效保持結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的完整性，恢復(fù)結(jié)構(gòu)的使用功能，提高其防水、防滲能力，改善結(jié)構(gòu)外觀。

2.1 裂縫封閉處理

采用毛刷或膠輥粘膠將涂刷于要求裂縫封閉的混凝土表面，涂刷膠液成膜，涂刷應(yīng)均勻、細(xì)密、重疊，保證涂刷膠液不流淌，如果流淌應(yīng)即時補(bǔ)刷，膠液固化后膠膜均勻、密實(shí)封閉裂縫。涂刷膠液時，需沿裂縫走向進(jìn)行涂刷，且涂刷寬度保持一致。圖1所示為某裂縫封閉處理實(shí)照。

圖1 裂縫封閉處理

2.2 裂縫注膠處理

根據(jù)規(guī)范要求，對于寬度大于0.15mm的裂縫或滲水裂縫采用裂縫膠注射修補(bǔ)法處理。具體做法是以一定的壓力將裂縫膠FH—DD注入裂縫內(nèi)，膠液固化后將開裂兩側(cè)的混凝土連接成結(jié)構(gòu)整體，膠液還能進(jìn)一步滲透到裂縫周圍的混凝土毛細(xì)縫隙中，形成較寬的加固帶，并能沿著鋼筋走向滲透，保護(hù)鋼筋，增加鋼筋與混凝土的黏合力，起到修復(fù)裂縫、結(jié)構(gòu)局部增強(qiáng)并提高耐久性的作用，有利于貫穿性裂縫和蜂窩狀混凝土局部缺陷的補(bǔ)強(qiáng)和封閉，如圖2所示。

圖2 裂縫注漿處理

2.3 混凝土裂縫注膠步驟

對裂縫注膠前需要查清裂縫的長度、寬度、走向、貫穿及漏水情況，確定注射位置及注射間距。在確定注射的位置粘接注射端口，其間距在200～300mm，應(yīng)特別注意涂抹黏結(jié)劑時防止堵塞注膠嘴端口。具體操作流程為：在裂縫的端部設(shè)置注膠嘴、在裂縫最大寬度處設(shè)置注膠嘴、在裂縫交叉處設(shè)置注膠嘴、注膠嘴間距控制在200～300mm。

2.4 涂抹封縫

使用封縫膠涂抹裂縫表面，厚約2mm，寬約25mm，封縫4～6h后才能進(jìn)行下一道工序的施工。封縫要求與混凝土表面粘貼嚴(yán)密，同時表面光潔平滑，無裂隙、氣孔，與注膠嘴連接成整體，采用封縫膠對注膠嘴周圍密封。連接注膠管，水平孔從任意端開始，垂直孔從最低處開始，依次向另外一端，把注膠管連接到注膠嘴端口上，要保證所有未注膠的注膠嘴處于開啟通氣狀態(tài)。注射裂縫膠，要保證所有未注膠膠嘴端口處于開啟通氣狀態(tài)，確保注膠效果可靠。施工時從裂縫下端逐漸向上依次安裝注膠嘴，膠槍內(nèi)囊膠量不足時及時補(bǔ)充裂縫膠。每隔一個注入孔安置一個注膠嘴，當(dāng)觀察到前面膠嘴口有膠溢出時，堵住觀察孔，再壓5～10min。裂縫膠初凝后，拆除注膠膠嘴。注膠時，若封縫有漏膠，需馬上用快干封縫膠重新封閉。

2.5 養(yǎng)護(hù)處理

在膠液固化前應(yīng)當(dāng)避免受水侵蝕，同時注縫膠應(yīng)當(dāng)具有瞬間固化的功能，可以不中斷交通，最后再拆除注膠嘴。

3 粘貼碳纖維布施工技術(shù)

3.1 碳纖維布施工順序

碳纖維布施工流程如下：施工準(zhǔn)備→裂縫處理→混凝土表面處理→找平處理→涂刷底膠→配制浸漬膠→粘貼碳纖維布→質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收→表面防護(hù)處理。

施工設(shè)備包括FH—B8001橋隧多功能養(yǎng)護(hù)機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴燈、滾筒、毛刷、塑料桶、臺秤，鋼尺。底膠配合比A∶B=2∶1，找平膠配合比A∶B=2∶1，浸漬膠配合比A∶B=2∶1。選用碳纖維布材Ⅰ級，碳纖維應(yīng)與膠相適配。

3.2 混凝土表面處理

按設(shè)計要求對裂縫進(jìn)行封閉灌縫處理，若粘貼表面不平整，則使用角磨機(jī)等電動工具將突出、不平整的表面磨平，將有纖維布包邊的棱角磨成半徑不小于20mm的圓滑弧形面。表面打磨后，再用強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)將表面粉塵徹底清除，使表面保持干燥。

3.3 涂刷底膠

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)用量，按規(guī)定的比例把底膠主劑和固化劑置于配膠容器中攪拌均勻。已配好的底膠如超過使用期則決不能使用。在底膠中嚴(yán)禁添加任何溶劑。涂刷時用毛刷均勻、無遺漏地將底膠涂在需補(bǔ)強(qiáng)的混凝土表面，底膠涂布面邊界應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布大小。施工部位的溫度應(yīng)不低于5℃或高于40℃，相對濕度應(yīng)小于70%，如遇雨天混凝土表面結(jié)霧或有水分，應(yīng)將潮濕部位表面處理至干燥后方可施工。待底膠凝膠至指觸干燥后，如發(fā)現(xiàn)表面有突起毛刺，應(yīng)用砂布打磨光順，注意不能將底膠層打磨穿。如有打磨穿的局部應(yīng)重復(fù)操作步驟。

3.4 找平處理

配制找平膠后，混凝土表面凹陷、段差、起拱等部位用找平膠填補(bǔ)平順，不能有棱角。找平膠涂刮后，用砂紙將表層凹凸糙紋打磨整平。待找平膠表面指觸干燥后即可進(jìn)入下一施工工序。

3.5 配置浸漬膠

配制浸漬膠時需要有專人按照配比和工藝攪拌均勻直到無氣泡產(chǎn)生為止，期間注意防止灰塵等雜質(zhì)混入。根據(jù)黏結(jié)樹脂的標(biāo)準(zhǔn)用量計算出所涂布面積的總用量，視現(xiàn)場氣溫等實(shí)際情況，確保其在規(guī)定時間內(nèi)一次用完。

3.6 粘貼碳纖維布（如圖3所示）

（1）裁剪碳纖維布。碳纖維布的裁剪數(shù)量應(yīng)保證能在當(dāng)天用完，同時一定要做好碳纖維布的防潮處理，并且不得使用彎折碳纖維布。

（2）根據(jù)黏結(jié)膠的標(biāo)準(zhǔn)用量，按照使用說明的規(guī)定比例將黏結(jié)膠主劑和固化劑置于配膠容器中均勻攪拌。

（3）用毛刷將黏結(jié)膠均勻涂在選定的混凝土表面，黏結(jié)膠面積應(yīng)不小于所粘貼的碳纖維布大小。

（4）在已涂好黏結(jié)膠的混凝土表面鋪覆碳纖維布，碳纖維布的鋪覆方向要符合設(shè)計要求，每一層中各張布之間的搭接應(yīng)順著纖維方向進(jìn)行，搭接寬度應(yīng)不小于20cm。

圖3 粘貼碳纖維布

（5）用專用膠輥或刮板在碳纖維布上沿纖維方向施加壓力并向一個方向或從中間向兩個方向滾動碾壓（不允許來回反復(fù)滾動），使樹脂膠液充分浸入碳纖維布，形成復(fù)合材料，消除氣泡和除去多余樹脂，使碳纖維和底層充分黏結(jié)。嚴(yán)禁垂直于碳纖維方向滾動碾壓施工，以免出現(xiàn)折絲、彎絲現(xiàn)象。

（6）養(yǎng)護(hù)處理。每道工序及時完工后，均應(yīng)采取適當(dāng)措施保證其不受污染或雨水侵襲。自然養(yǎng)護(hù)至達(dá)到設(shè)計要求需要3d左右。碳纖維布粘貼質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求為：黏結(jié)膠要較好地浸潤碳纖維布；碳纖維布與混凝土粘貼密實(shí)程度要達(dá)到100%；碳纖維布方向不發(fā)生彎曲，順纖維方向搭接長度不小于20cm，各層之間的搭接部位不得位于同一條線上，必須錯開至少50cm；碳纖維布規(guī)格、貼片位置、長度、寬度、纖維方向、層數(shù)應(yīng)該符合設(shè)計規(guī)定。

3.7 粘貼碳纖維布施工驗(yàn)收要求

在粘貼碳纖維布施工過程中，施工單位必須有工藝工序質(zhì)量檢驗(yàn)單，每一道工序必須達(dá)到設(shè)計要求和規(guī)范要求，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)入下一步工序，未經(jīng)檢驗(yàn)合格的施工工序均不得進(jìn)行下一步施工。應(yīng)用小捶輕輕敲擊或手壓碳纖維布表面的方法來檢查碳纖維布與混凝土結(jié)構(gòu)之間的黏結(jié)質(zhì)量，總有效黏結(jié)面積應(yīng)達(dá)到100%。碳纖維布實(shí)際粘貼面積應(yīng)不少于設(shè)計量，位置偏差應(yīng)不大于10mm。所有產(chǎn)品都要有產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量出廠檢驗(yàn)報告，進(jìn)口產(chǎn)品要有進(jìn)口報關(guān)單，各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)符合國家技術(shù)規(guī)程要求。業(yè)主和監(jiān)理單位可對碳纖維布和膠進(jìn)行現(xiàn)場取樣檢驗(yàn)。碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)黏結(jié)強(qiáng)度現(xiàn)場檢測應(yīng)符合規(guī)定。

4 結(jié)語

碳纖維布加固技術(shù)是利用化學(xué)黏結(jié)膠使高強(qiáng)碳纖維織物黏著于混凝土結(jié)構(gòu)表面，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)目的。本文結(jié)合工程實(shí)例，詳細(xì)地探討了碳纖維布處理橋梁裂縫的施工工藝，對碳纖維布的施工程序進(jìn)行了詳細(xì)論述，為碳纖維布在橋梁裂縫處理中的應(yīng)用提供了參考。

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[3]張全文，張明剛，鐘衛(wèi).碳纖維布加固技術(shù)在橋梁梁體中的應(yīng)用[J].路基工程，2011（1）：23-24.