碳纤维布加固技术在水利工程中的应用
碳纤维布加固技术
碳纤维布加固技术一、特点1、高强高效：抗拉强度2500〜3550MPA，弹性模量2.35 X105〜5.0 X105MPA 。
2、重量轻，厚度薄：比重1.8g/cm3，每层后0.1〜0.2MM，基本不增加加固构件自重及截面尺寸。
3、适用面广：广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复荷抗震加固及节点的结构加固。
4、施工便捷：不需大型机具，没有湿作业，无需动火，无需现场固定设施，施工占用场地少，施工工效高。
5、高耐久性：由于不会生绣，非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用。
二、适用范围1 、适用于各种结构类型，各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体，壳体等结构。
2、适用于港口工程和水利水电等工程中混凝土结构、砌体结构、木结构的补强荷抗震加固，特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。
3、基层混凝土的强度要求不低于C15。
4、施工环境温度在5〜35C范围内，相对湿度不大于70%。
三、工艺原理加固机理是将碳纤维布采用高性能的碳纤维配套树脂粘结于混凝土构件的表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度达到增强构件承载能力及刚度的目的。
四、工艺流程及操作要点1、工艺流程：卸荷T基底处理T涂底胶T找平T粘贴T保护2、操作要点：①卸荷加固前对于承受二次荷载的构件不需卸荷，不承受二次荷载的构件必需卸荷，卸荷方式如下：a. 对老建筑采用拆除原有的吊顶、墙面装饰、地面面层、设备等方法，以达到卸静荷的目的。
b. 对一些不能卸静荷的构件，可采用千斤顶顶升的方式卸荷；对于承受均布荷载的梁，应采用多点均匀顶升；对于有次梁作用的主梁，每根次梁下需设 1 台千斤顶顶升，顶升吨位由设计计算确定。
c. 卸活荷载②基底处理a. 混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除，对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。
b. 裂缝部分如有必要应首先进行封闭或灌浆处理。
c. 用混凝土角磨机、砂纸等工具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质，构件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状（R羽Omm ）。
碳纤维布加固技术在水工隧洞中的应用
３ 应用实例
湖南桃花江的灌溉 、 电引水道 由坝 内管道 、 发 压力隧洞和钢
碳纤维本身具有轻质 、 高强、 高模量、 耐腐蚀 （ 下转第 ６ 页） ８
性能指标要求
混凝 土
表 ２ 浸渍树脂 、 粘结树脂 性能指标
年， 钢筋混凝土压力管道混凝土碳化严重 ， 管壁裂缝较 多且漏水
２ 施工方法
粘贴碳纤 维布之前应排 净隧洞 内的积 水及泥沙 ， 待适 当干 燥后 ， 除衬砌松动 、 去 突起 部分 ， 凹陷部 分用砂浆补 平。然后 将 将适用于水工隧洞加 固的底层树脂用毛刷或滚筒 均匀涂抹 于隧
水工 隧洞受 水 流的 冲刷 、 损 、 磨 气蚀 等 ， 随运 行时 间 的增
长， 会出现裂缝 、 渗漏 、 化等 问题 ， 重影 响结构 的安全性 和 老 严 耐久性 。笔者对碳纤维 布加 固技术 在水工 隧洞 中的应用 进行
了研究 。
满足水工隧洞特殊环境的要求 。袁文 阳等 研发的 Ｙ Ｊ ６高 Ｚ一
收稿 日期 ：０ ６ ０ ２ ２０ —１－５
筋混凝 土压力管道组 成。钢筋混凝 土压力 管道为露 天管道 ， 灌 溉 管直径 为 ２ ４ ｍ， 厚 ０ ４ ｍ， ． 壁 ． 管长 １ ． 发 电管 直径 为 １ ５ ｍ； １７ 壁厚 ０ ３ｍ， ．５ｍ， ． 管长 ５ ４ｍ。输水管道运行 至今 已有 ３ ． Ｏ多
潮湿型粘结材料 ， 经过一 年多 的泡水试 验证 实 ， 其粘结 正拉强 度能够满足表 １的要求。
粘钢与粘碳纤维在潘家口水库洒河大桥加固改造中的应用
１ 工 程概 况
变形 。 而有效地 提 高加 固构件 的强度 、 从 刚度 与抗裂
洒 河桥 位于潘 家 口水库 防汛上 坝公 路洒 河 干流
上 ， 潘家 Ｅ水库 唯一 对外交 通和 防汛专 用公 路桥 。 是 ｌ 该 桥 由潘家 口水利 枢纽 工程施 工专 用特 大型 铁路 桥
改建 而成 ， 原铁 路桥 为单 行 准轨 中一 ２级 ， 面 为钢 ２ 桥
性。 同时 。 钢加 固可 以任意 地依 照设计 需要 与可 能 粘
而粘 贴 钢板 ， 效 地 发挥 粘 钢构 件 的抗 弯 、 剪 、 有 抗 抗
压性 能 ， 受力 均匀 ， 且 不会 在混凝 土 中产生 应力 集 中
现象 。 另外 ， 固体 所 占空 间小 ， 加 基本 上不 影 响外观 。 粘 钢加 固技术 还具 有加 固施工 周期 短 、 料消 耗小 、 材 工艺 简便 等优点 。 粘 碳纤 维加 固方 式是 在大梁 底部 粘贴 具有 较强
收 稿 日期 ：０ ０ ０ — ５ ２ １ — ５ １
据划 线 位置 打锚 筋 孔 ， 采用 植 筋胶 植 Ｍ１ 栓 。然 ２锚 后 将 表 面 冲 洗 干净 ， 干 燥 之 后 ， 吹 风 机 吹 去 表 待 用
面 灰 尘 ．粘 贴 前 用 干净 棉 纱 蘸 丙 酮 或酒 精 擦 拭 一
遍。 如表 面湿 度 较大 ， 除上 述要 求 外 ， 尚须 进 行人 工
在 大梁底部粘贴具有较 强抗拉性能的碳纤维布。两种加 固方法在潘 家 口水库 洒河大桥加 固改造 工程 中得到合理应
用， 达到 较 好 的预 期 效 果 。 关键词 ： 钢 ； 碳纤维 ； 固 粘 粘 加
中图 分 类号 ： Ｖ ９ Ｔ ６２ Ｔ ４ ；Ｖ ２
碳纤维增强材料在堵漏中的创新应用
碳纤维增强材料在堵漏中的创新应用一、碳纤维增强材料概述碳纤维增强材料，通常被称为碳纤维增强塑料（CFRP），是一种由碳纤维和树脂基体组成的高性能复合材料。
由于其轻质、高强度和高刚度的特性，CFRP在许多领域得到了广泛的应用。
在堵漏领域，CFRP的应用代表了一种创新的解决方案，特别是在处理难以用传统材料修复的结构性问题时。
1.1 碳纤维增强材料的基本特性碳纤维增强材料具有以下基本特性：- 高强度：碳纤维的抗拉强度是钢铁的数倍，使得CFRP 具有极高的承载能力。
- 轻质：CFRP的密度远低于传统金属材料，这使得其在需要减轻结构重量的应用中具有优势。
- 高刚度：CFRP的抗弯性能优异，能够提供良好的结构稳定性。
- 耐腐蚀：CFRP对大多数化学腐蚀具有很好的抵抗力，适合在恶劣环境下使用。
- 可定制性：CFRP可以通过调整碳纤维的排列和树脂的类型来定制其性能。
1.2 碳纤维增强材料在堵漏中的应用场景CFRP在堵漏领域的应用场景包括但不限于：- 建筑结构：对老旧建筑的加固，提高其耐久性和安全性。
- 桥梁：对桥梁结构的加固，延长其使用寿命。
- 水利工程：在水库、大坝等水利工程中，用于防止裂缝和渗漏。
- 管道系统：在石油、天然气等管道系统中，用于修复和加固。
二、碳纤维增强材料堵漏技术的发展随着科技的进步，碳纤维增强材料在堵漏技术中的应用不断发展和创新。
这些技术的发展不仅提高了堵漏效率，也扩大了CFRP的应用范围。
2.1 碳纤维增强材料堵漏技术的关键技术CFRP堵漏技术的关键技术包括：- 表面处理：确保被修复表面干净、无油污，以增强CFRP 与基材的粘接强度。
- 碳纤维布/板的选择：根据修复需求选择合适的碳纤维布或板，以满足不同的力学性能要求。
- 树脂的选择与配比：选择适当的树脂系统，并正确配比，以确保CFRP的粘接性能和耐久性。
- 施工工艺：采用正确的施工工艺，如湿法铺层、真空辅助树脂传递模塑（VARTM）等，以提高CFRP的施工质量和效率。
碳纤维布加固技术在水利工程中应用
碳纤维布加固技术在水利工程中的应用摘要：近年来，水利工程得到了广泛的发展，水利技术得到了飞速的进步。
水利工程中的碳纤维布加固技术有着施工便捷、夹具模板要求低等优势，对于混凝土裂缝可以很好地封闭，因为得到了广泛的应用。
本文就碳纤维布加固技术的成功应用在水利工程的案例，说明水利工程中碳纤维材料在混凝土加固中的价值。
关键词:碳纤维；加固技术；水利工程中图分类号： tu528.582 文献标识码： a 文章编号：引言碳纤维布加固技术最早起源于德国、瑞士，在20世纪80年代后期，碳纤维复合材料被用于加固混凝土结构。
碳纤维复合材料加固修复混凝土结构技术，是将碳素纤维这种高性能纤维应用于土木工程，利用树指类材料把碳纤维粘贴于结构或构件表面，形成复合材料体cfrp，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的。
一、板梁构件加固中的应用目前混凝土加固通常采用增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、外粘钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法等方法。
粘贴纤维复合材法具有强度高（抗拉强度高于普通钢材十倍以上）、比重轻、耐久耐腐性好、施工便捷、技术成熟等优点。
吉林省永吉县碾子沟水库泄洪洞建于50 年代，泄洪洞洞身长32.2 m，共3 孔，每孔过水断面尺寸3.55 m×3.4 m（b×h）。
洞边墙及底板为钢筋混凝土u 型槽结构，顶部为钢筋混凝土t 形梁盖板。
2003 年，水库进行了除险加固，由于土坝坝顶加高了0.38 m，经复核，泄洪洞洞顶t 形梁配筋不满足强度要求。
通过计算，设计采用300 g/m2 碳纤维布粘于全梁底部。
碳纤维粘贴采用碳纤维配套树脂（环氧树脂），具体施工方法如下：混凝土表面处理，即打磨混凝土表面，去除表面灰浆及疏松部分，使用吹风机吹去浮灰；配制并涂刷底胶，将底胶按主剂:固化剂，2∶1（质量比）的比例混合，搅拌3～5 min，至充分均匀后使用；配制找平胶并对不平整处修复处理；配制并涂刷浸渍胶，将混合后的浸渍胶涂刷在加固位置，粘贴碳纤维布。
某水库除险加固工程交通桥桥墩碳纤维加固补强方案(实例)
ｌ 四国科
Ｉ 一
某水 库 除 险加 固工 程 交通 桥 桥 墩 碳 纤 维 加 固补 强 方 案 （ 实例 ）
吕承 伟 柳 州 众诚 水 电工 程 建设 有 限责 任公 司
ห้องสมุดไป่ตู้
摘要 ： 复合碳 纤维 布 （ Ｃ Ｆ ＲＰ ） 因其 强 度 高、 质量轻、 耐 久性好 等特 点 ， 特别 适 合 用来 进行 桥 墩加 固。 碳 纤维 加 固是 一种 非常便 捷 的加 固方 法 ， 安 全 可靠 ， 不 中断 交通 ， 不 改 变结 构 外形 ， 不 增加 结 构重 量 。 关键 词 ： 桥 墩碳 纤维 加 固 ； 施工３ － 艺； 施 工技 术要 点
三、 设计 方案 沿砼柱外表面横 向粘贴碳纤维布 （ 碳 纤维丝成水平方 向 ） ， 形成 环向闭合 回路 ， 环 向搭接长度 不小于 １ ５ ０ ａ ｒ ｍ； 布宽 ２ ０ ０ ｍｍ， 每道 布按零 间距 、 沿柱 高 自下而上均匀粘贴至柱顶 ； 每道 布的环 向搭接头错开 ， 沿桥墩 的四个侧立面上均匀分布。 四、 施 工 方 法 （ 一） 加 固材 料 碳纤维布（ 规格 ： ３ ０ ０ ｇ ／ ｍ ： ） ， 专用粘贴胶（ 底胶、 修平胶、 粘浸胶 ） 。 （ 二） 工 艺 流 程
注： 表中ＣＦ ＲＰ的抗扫 ｝ 生 能及弹｝ 漠量均为单丝力学｝ 生 能指标。
表 ２ 树 脂胶 的性 能指 标
ｌ 抗 拉 强 度 （ Ｍ Ｐ ａ ） 阮压 强 度 （ Ｍ Ｐ ａ ） Ｉ 剪 切 强 度（ Ｍ Ｐ ａ ） 弹 性 模量 （ Ｍ Ｐ ａ ）
ｆ ４ ８ ． ９ ８ ８ ． １ ｆ １ ４ ． ８ ３ ３ ３ ８
本加 固工程施 工流程严格按 照 《 碳纤 维片材加 固修 复混凝 土结构技术规程》 （ Ｃ Ｅ Ｃ Ｓ １ ４ ６ ： ２ ０ ０ ３ ） 中的相关施工规定执行 。 五、 碳纤维加 固施 工流程 施工流程： 施工步骤与规定则 详述 如后 。 １ ． 材料准备 施工所使 用的材料须有质量合格证或测试报 告 以判断材料性能是否符合补 强工程要求 。 ２ ． 基层处理 ｆ １ 佣 砂轮机或磨光机将混凝土表面不良层除去。 （ ２ ） 用 高压气枪将 粉尘及松动物质 去除 ， 并确保其 充分干燥 、 表面平整无尘 。（ ３ ） 对凹角部位处理 ， 须用环 氧树脂砂 浆修整 ， 使 其 凹面成 曲线平滑化 ， 以利贴布工作 。 ３ ． 断面及不平整面修整 （ １ ） 面层上有剥落 、 孔隙 、 蜂窝的部 位要先研磨去除 ， 再以环氧树脂砂浆进行修复 ， 而对于大 区域 凹洞 则用无 收缩水泥砂浆进行填补。（ ２ ） 不平整面 以砂轮机磨平修整 。 ４ ． 底漆
碳纤维布加固技术在水工隧洞中的应用
碳纤维布加固技术在水工隧洞中的应用本文通过对工程概況及存在的质量问题进行分析，进而从碳纤维布加固技术、碳纤维布加固技术的优点，以及施工时的其他注意事项这三个方面对碳纤维布加固技术在水工随洞中的应用进行阐述。
标签：碳纤维布；加固技术；水工隧道；应用一、前言随着国家水利工程的不断建设，以及各种先进材料的不断涌现，在进行水利工程的隧道施工过程中采用的技术也不断得到更新。
为了让施工单位能够更熟练的掌握碳纤维布加固技术，提高水工隧洞的质量，本文能对其进行了研究。
二、工程概况及存在的质量问题某水利工程位于某市城东南1.5km，是跨越该市一条河谷的一座大型输水建筑物。
该工程设计流量52m3/s，校核流量55m3/s，控制下游灌溉面积10.6万km2，占塬上灌区灌溉总面积11.6万km2的91.3%，是该市某灌区的咽喉工程。
该工程为双管桥式，单管斜长880m，最大水头70m。
钢筋混凝土管平段从填方体上通过。
钢管通过河流处架设一座七孔四跨双悬臂钢筋混凝土桥，桥体高14m，桥宽10.8m，长112m。
该工程施工完成后，经施工单位的检查，该工程泄洪闸交通桥和闸墩混凝土出现了碳化，且碳化深度比保护层厚度要高出很多，对交通桥大梁的使用性有严重影响，需要实施加固处理。
鉴于碳纤维布加固修补结构技术在当前的水利工程中的成熟运用，本次加固设计也同样考虑使用碳纤维布加固修补。
三、碳纤维布加固技术1.施工前的准备措施（1）认真阅读设计施工图纸。
（2）对所使用的碳纤维布、各种材料、机具等做好施工前的检查准备工作。
（3）根据施工现场的条件和被加固构件混凝土的实际情况，确定可行的施工方案。
2.粘接材料在粘贴碳纤维布中所采用的粘接材料主要分为三类：底层涂料、整平材料浸渍树脂。
（1）底层涂料底层涂料在水利工程建设中的主要功能在于浸入混凝土表面，材料固化后能够使得混凝土具备良好的封闭性和粘接力，使其表面强度大大增强。
不断优化胶接性能，促进混凝土与碳纤维布的枯结性能不断改进。
碳纤维布在青山水库引水隧洞加固中的应用
行 了研究 。我 国对 该 技 术 的研 究 和应 用起 步 较 晚 ， 也 基本 限 于在土 木建 筑 领 域 应 用 ， 在 水 利 行 业 大 型 应 而 用 案 例较 少 。碳 纤 维 布 加 固混 凝 土 结 构 技 术 以其 轻 质、 高强 、 耐腐 、 耐疲 劳及 可设 计 性强 的优 点 ， 在混 凝 土
２０ ０ ３年我 国部 分科 固混 凝 土 输 水 洞 （ ） 试 验 。 管 作
该 技 术 在 我 国 尚属 首 次 应 用 。这 些 试 验 项 目有 湖 北 黄
的弹 性 模 量 和 拉 伸 强 度 较低 ， 拉 断 应 变 可 达 ２ ～ 但 ％
特性 上进 一步 分 类 ， 可分 为高 弹 性 和 高强 度 两 类 。Ｃ Ｆ 具 有 较高 的 弹性模 量 和 强度 。高 弹性 碳素 纤维 的 弹性 模 量 可达 到 ３ ０～６ ０ Ｇ ａ 而 高 强 度 Ｃ ８ ４ Ｐ ， Ｆ的 弹性 模 量
为 ２ ０ Ｇ ａ 拉 伸 强 度 约 为 ４０ ０ ＭＰ 。 与 此 相 比 ， Ｆ ３ Ｐ ， ０ ａ Ａ
加 固修复 混凝 土 结 构 所 用 材 料 主 要 为 两 种 ： 纤 碳
维 布 与配套 胶 粘剂 。其 中碳纤 维 的抗 拉强 度 能达到 普
通 碳 素钢 的 ７—１ Ｏ倍 ， 弹性 模量 与钢 材基 本 相 当 ； 套 配
管 加 固 ， 管 径 分 别 为 ２ ４ ｍ 和 １ ７ 长 分 别 为 其 ． ． ５ ｍ，
１ 碳 纤 维 布 加 固 的工 程 应 用
碳 纤 维 布 （ ａｂｎｆ ｅ ｈ ｅ， 称 Ｃ Ｓ 是 碳 纤 维 ｃｒｏ ｂ ｒ ｅ ｔ简 ｉ ｓ Ｆ）
联合 工 作情 况 ， 复加 固效 果 良好 ， 过 实 践 的检 验 ， 修 经 完全 满 足 了管 道 的正常 使用 要求 。
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碳纤维布加固技术在水利工程中的应用
摘要
水利工程的建设和维护是国家经济和社会发展的重要组成部分，其中占比最大
的是大坝、水闸等水利设施。
这些水利设施长期受到水流的冲击和地震的影响，容易产生裂缝和变形，影响其结构的稳定性和安全性。
为了解决这个问题，结构加固技术得到了广泛的应用。
本文将介绍碳纤维布加固技术在水利工程中的应用。
介绍
碳纤维布加固技术是一种新兴的结构加固技术，它是通过将预浸渍的碳纤维布
粘贴到需要加固的结构表面，再通过覆盖一层环氧树脂来实现结构加固的目的。
此技术具有质量轻、强度高、施工方便等特点，并且是一种不会对原有结构进行毁坏的无损结构加固技术。
因为其成本相对较低，所以在水利工程中得到了广泛应用。
碳纤维布加固技术在水利工程中的应用
碳纤维布加固技术在水利工程中应用广泛，下面将介绍其几个典型应用。
大坝应用
大坝是水利工程中最重要的结构之一，大坝长期受到水流冲击和地震的影响，
容易出现裂缝和变形，导致其安全性下降。
采用碳纤维布加固技术可以有效地解决大坝结构裂缝和变形的问题。
例如在雅鲁藏布江上游流域的布大电站和钦江流域的都江堰建筑，都采用了碳纤维布加固技术，有效地保障了大坝的安全性。
水闸应用
水闸是水利工程中另一个重要的结构，用于控制水流的流量和水位，保障沿岸
的农田和城市不受水害。
水闸在使用过程中也会产生裂缝和变形的问题，需要进行加固维护。
采用碳纤维布加固技术也可以有效地解决水闸的裂缝和变形问题。
例如在福建的新阳江水库和云南的凤庆水库，都采用了碳纤维布加固技术，保障了水闸的可靠性。
桥梁应用
在水利工程中，桥梁也是一种重要的结构。
桥梁经常需要抵御风、水、冰、火、爆炸、撞击等各种极限荷载，所以它的安全性显得尤为重要。
采用碳纤维布加固技术可以增加桥梁的承载能力和抗震性能，保障了桥梁的安全性。
例如在上海的南浦大桥和重庆的大渡河大桥，都采用了碳纤维布加固技术，保障了桥梁的安全性。
碳纤维布加固技术具有质量轻、施工方便以及不会对原有结构造成毁坏等优点，因此在水利工程中得到了广泛应用。
在大坝、水闸和桥梁等水利设施的加固方面，碳纤维布加固技术都发挥了重要作用，并取得了显著的效果。
碳纤维加固技术将在水利工程中发挥更加重要的作用，为我国水利工程的建设和维护提供更加可靠的保障。