環(huán)氧浸漬碳纖維加固橋梁技術(shù)宜推廣
針對(duì)我國(guó)公路混凝土橋梁在超負(fù)荷的壓力下，出現(xiàn)隱患的現(xiàn)狀，專家建議我國(guó)推廣碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固橋梁技術(shù)，這些混凝土橋梁絕大部分可以通過(guò)加固改造就能提高或改善結(jié)構(gòu)受力性能，重新投入使用。
由于自然環(huán)境各種因素的影響、施工質(zhì)量和實(shí)際交通組成變化及超載車輛的作用，已建的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)承載能力不足、混凝土表面裂縫等問(wèn)題。粘貼鋼板法是公路混凝土橋梁常用的加固方法，一般是采用環(huán)氧樹脂或?qū)ｉT結(jié)構(gòu)膠將鋼板直接粘貼在混凝土構(gòu)件表面，使之與構(gòu)件形成受力整體。土木工程中的新技術(shù)往往來(lái)自新材料的應(yīng)用，自上世紀(jì)70年代末初期，歐洲進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）在土木工程應(yīng)用研究以來(lái)，具有極好的比強(qiáng)度和比剛度、優(yōu)秀耐腐蝕性的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料已廣泛用于混凝土結(jié)構(gòu)的粘貼加固工程，形成了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固已有混凝土橋梁的新技術(shù)，其中碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（CFRP）應(yīng)用更多。粘貼碳纖維片材加固混凝土橋梁技術(shù)在歐洲、美國(guó)、加拿大和日本已經(jīng)廣泛應(yīng)用并且進(jìn)行了深入的研究，我國(guó)在這方面的工程實(shí)踐是在20世紀(jì)90年代中期才開始，目前使用尚不廣泛。
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固所采用的基本材料是高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維，單向排列成束，用環(huán)氧樹脂浸漬固化的碳纖維板或未經(jīng)樹脂浸漬固化的碳纖維布，統(tǒng)稱碳纖維片材。將片材用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件需補(bǔ)強(qiáng)加固部位表面，樹脂固化后與原構(gòu)件形成新的受力復(fù)合體并共同工作，從而起到加固作用。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹，浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構(gòu)件表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作的關(guān)鍵，因此樹脂同混凝土的粘貼強(qiáng)度大于混凝土的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。就公路混凝土橋梁用碳纖維片材加固技術(shù)而言，環(huán)氧樹脂在不同施工環(huán)境溫度下固化性能有十分重要的意義，因?yàn)檫@涉及到粘貼工作質(zhì)量與如何盡量減少橋上正常交通中斷時(shí)間緊密相關(guān)。采用專配的環(huán)氧樹脂材料，在混凝土施工表面溫度（10～40）攝氏度時(shí)，粘貼環(huán)氧樹脂固化時(shí)間約15小時(shí)以上，但粘貼后就可以使用的時(shí)間為45分鐘以上，專配的環(huán)氧樹脂材料的這一性能是完全適合混凝土橋梁的加固工作。
粘貼碳纖維片材加固混凝土橋梁在我國(guó)還是新技術(shù)，但實(shí)踐證明粘貼加固法可成為公路橋梁快速加固方法，適合公路橋梁加固期間盡量不影響橋梁正常營(yíng)運(yùn)的要求。特別是從材料特性看，碳纖維片材輕、現(xiàn)場(chǎng)粘貼無(wú)需重型設(shè)備、施工便利，便于橋下的高空作業(yè)，可在公路橋梁上推廣應(yīng)用。對(duì)于公路舊混凝土橋梁的加固方法，在工程上應(yīng)用效果較好的是綜合法，即以某種加固方法為主輔以其它方法，目前粘貼碳纖維片材加固方法往往輔以裂縫灌漿、裂縫封閉等方法。我國(guó)目前在工程中采用的碳纖維片材材料及配套樹脂類粘結(jié)材料，是以國(guó)外進(jìn)口材料為主，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品較少，且產(chǎn)品的勻質(zhì)性及低樹脂含量等技術(shù)指標(biāo)上還有差距。由于進(jìn)口的材料單價(jià)就顯高，往往影響技術(shù)的經(jīng)濟(jì)決策，因此除了應(yīng)盡快采取先進(jìn)技術(shù)及措施使國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品提高質(zhì)量外，在碳纖維片材加固技術(shù)應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)更多從加固效果，耐久方面來(lái)考慮橋梁加固后正常運(yùn)營(yíng)效益與經(jīng)濟(jì)性。
專家強(qiáng)調(diào)，在國(guó)外先進(jìn)國(guó)家的科學(xué)研究工程實(shí)踐基礎(chǔ)上，要結(jié)合我國(guó)公路橋的加固維修特點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)，盡快編制碳纖維片材加固技術(shù)的指南，以指導(dǎo)工程應(yīng)用。同時(shí)碳纖維片材加固補(bǔ)強(qiáng)公路混凝土橋梁作為粘貼加固新技術(shù)，需要結(jié)合我國(guó)的工程特點(diǎn)進(jìn)行深入研究和不斷提高，才能使使我國(guó)公路橋梁加固維修技術(shù)達(dá)到新的水平。
