碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑.pdf

一种碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，该支撑由约束屈服段、约束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、三层碳纤维增强布包裹、碳纤维增强布局部增强、角钢局部增强及端部冷弯薄壁钢板套箍组成。约束屈服段的内核芯材采用钢材，其截面可根据需要选取；屈曲约束机构采用约束螺旋箍筋与外包碳纤维增强材料的双重约束组合，内填纳米碳纤维混凝土采用方形截面；第一次碳纤维增强材料整体约束为三层包裹，在四个角处要进行两层碳纤维布的局部增强；完成局部增强之后，再在外部采用三层碳纤维增强布进行第二次整体的约束增强，并将完成包裹的支撑进行角钢的加固；碳纤维增强箍筋防屈曲耗能的支撑端部，采用铰结或固结的方式，以实现防屈曲耗能支撑与框架结构之间的有效连接。

1.  碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：该支撑由约束屈服段、约 束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、三层碳纤维增强布包裹、碳 纤维增强布局部增强、角钢局部增强及端部冷弯薄壁钢板套箍组成；该支撑包括约束螺旋箍 筋(1)、双重外包碳纤维增强布(2)、内填纳米碳纤维混凝土(3)、内核钢芯(4)、加强端 板(5)、圆形连接孔(6)、加劲板(7)、铰接板(8)、空隙(9)、隔离无粘结层(10)、两 层碳纤维增强布(11)、构造纵筋(12)、钢板套箍(14)、角钢(16)；双重外包碳纤维增强 布(2)包括三层碳纤维增强布a(13)、三层碳纤维增强布b(15)；具体而言，约束螺旋箍 筋(1)的截面为方形圆角结构；三层碳纤维增强布a(13)包裹在约束螺旋箍筋(1)的表 面；约束螺旋箍筋(1)的中间设有内核钢芯(4)，约束螺旋箍筋(1)与内核钢芯(4)之 间填充有内填纳米碳纤维混凝土(3)；约束螺旋箍筋(1)的两端面分别设有两加强端板(5)； 铰接板(8)设置在沿约束螺旋箍筋(1)的两端面垂直方向上，且与加强端板(5)相垂直； 加劲板(7)上下连接加强端板(5)与铰接板(8)；所述铰接板(8)上设有圆形连接孔(6)； 所述内核钢芯(4)与内填纳米碳纤维混凝土(3)的接触处设有隔离无粘结层(10)；
所述加强端板(5)与约束螺旋箍筋(1)内的内核钢芯(4)之间的钢筋衔接处留有空 隙(9)，且端部衔接钢筋与内核钢芯(4)垂直；
所述约束螺旋箍筋(1)、三层碳纤维增强布a(13)之间的约束螺旋箍筋(1)外表面 的四个圆角上设有两层碳纤维增强布(11)；两层碳纤维增强布(11)外部进行三层碳纤维 增强布b(15)的二次包裹；所述三层碳纤维增强布b(15)的外部用角钢(16)局部增强； 所述约束螺旋箍筋(1)与铰接板(8)之间沿约束螺旋箍筋(1)的轴向方向上均匀设有构 造纵筋(12)；
所述碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑的端部，用钢板套箍(14)进行套箍，并 在三层碳纤维增强布b(15)和钢板套箍(14)之间注入有机粘结胶，以实现钢板套箍(14) 在支撑表面上的固定。

2.  根据权利要求1所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：约 束屈服段由内核芯材(4)构成，采用屈服强度值稳定的钢材，其截面形状为一字形或十字 形或I字形或箱形或槽形等；内核钢芯(4)的工作段长度由内置约束螺旋箍筋1确定，其 厚度根据设计的需求选取；
约束非屈服段在内填纳米碳纤维混凝土(3)与加强端板(5)之间设置足够的预留空间， 其值大小取约束螺旋箍筋长度的1％～3％；
屈曲约束机构由约束螺旋箍筋(1)和内填纳米碳纤维混凝土(3)；
约束螺旋箍筋(1)内置有纳米碳纤维混凝土，由六根构造纵筋(12)进行绑扎固定； 而约束截面所采用的纳米碳纤维混凝土基材设计成方形，并将其四个角设计成圆弧形，便于 工作时纳米碳纤维混凝土与碳纤维增强布等材料之间的有效贴合；
隔离无粘结层(10)设置在内核芯材4和内填纳米碳纤维混凝土(3)之间，采用钙基 润滑脂和聚乙烯薄膜材料；
无约束非屈服段由加强端板(5)和铰接板(8)组成，两者采用铰接或固接连接方式；
在加强端板上开圆形的连接孔(6)以便与框架结构连接；约束螺旋箍筋(1)留有保护 层厚度，在外部采用三层碳纤维增强布a(13)进行包裹，并用有机粘结胶进行胶粘；在约 束截面的四个角上，用两层碳纤维增强布(11)进行局部上的增强；用三层碳纤维增强布b (15)进行第二次包裹，并用角钢(16)对四个角进行局部增强；三层碳纤维增强布a(13) 与三层碳纤维增强布b(15)组成双层包裹的约束结构。

3.  根据权利要求1所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：内 核钢芯表面的机械加工，须按设计要求控制表面的光洁度，钢材直度与截面扭曲度的误差应 不超过1/1000/m、0.5/m的值；内填纳米碳纤维混凝土采用方形截面，制作时其四个角按需 求给出基本的弧度，以保证浇注的纳米碳纤维混凝土与三层碳纤维增强材料两者之间有效的 工作；内填纳米碳纤维混凝土的制作采用大约0.8％～0.16％的优化掺量，并用化学分散的方 法避免纳米碳纤维混凝土结团；浇注内填纳米碳纤维混凝土时，须保证内核钢芯与约束螺旋 箍筋临时固定的可靠性，防止发生移动、扭转；加强端板与内填纳米碳纤维混凝土之间的约 束非屈服段，应留有足够的间隙，长度取屈曲约束机构的1％～3％，并制作出具有平缓过渡 的截面形式；无约束非屈服段的钢板，除了满足基本的规范要求，还需采取减小温度应力的 制作措施；无粘结隔离层的制作，采用钙基润滑脂和聚乙烯薄膜材料，在内核芯材上涂一层 钙基润滑脂，并用聚乙烯薄膜进行紧密的包裹。

4.  根据权利要求1所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：纳 米碳纤维混凝土的制作过程如下，
1)将纳米碳纤维掺入混凝土，对混凝土起到改性的作用；但需优化纳米碳纤维的掺量， 制作时采用大约0.8％～0.16％的量值范围，能起到很好的分散作用，从而避免因结团对混凝 土质量的影响；当纳米碳纤维均匀分散在水泥浆体中，可以传递拉应力，促进水化晶体增长， 使水化物之间的联结更加紧密，能起到增韧、抗冲及抗裂的改性效果；
2)制作中采用化学分散的方法，让纳米碳纤维获得良好的分散效果；具体操作时，将 纳米碳纤维放入表面活性剂的水溶液中，高速搅拌六至七分钟，并加入适量的消泡剂，再把 溶液倒入细骨料和粗骨料的混凝土材料中进行搅拌；同时，为了有利于排除气泡，纳米碳纤 维混凝土振动成型的时间应稍长一些，使成型更密实。

5.  根据权利要求1所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：套 箍钢板的制作过程如下，
1)套箍钢板采用冷弯薄壁型钢板，厚度采用3mm-5mm，套箍钢板按规格尺寸切割成 所需要的形状；
2)制作时，先对钢板进行打磨，表面打出金属光泽，并进行除锈剂、污渍及粗糙处理， 然后用脱脂棉沾丙酮进行擦净；
3)套箍钢板的表面处理之后，在碳纤维增强布和套箍钢板之间用抹刀涂抹有机粘胶，胶 层厚度2-3mm，胶体必须具有足够的弹性模量和剪切模量，以获得良好的钢板套箍约束效 果；
4)对套箍钢板进行在加压固定，可用手锤沿钢板粘结面轻轻敲打，通过敲击、按压， 挤出内部气泡，以胶液从钢板边缘挤出为度，并养护2天待胶层固化。

6.  根据权利要求1所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：碳纤 维布粘贴的制作工序如下，
1)前处理：将内填纳米碳纤维混凝土截面的四个角依照规范进行倒角处理，转角处构件 的表面曲率不小于20mm；
2)基层处理：为使纳米碳纤维混凝土与碳纤维增强材料得到充分粘结，对纳米碳纤维混 凝土的基层表面进行处理，去掉纳米碳纤维混凝土四周表面大约1mm厚的表层，尤其对纳 米碳纤维混凝土存在的局部缺陷及不平之处等，应事先用树脂腻子或除锈器加工平滑；
3)打磨工艺；对内填纳米碳纤维混凝土的表层用砂轮机进行打磨，除去纳米碳纤维混凝 土表面的粉尘，并用清水冲洗干净，待完全干燥后再用丙酮擦拭纳米碳纤维混凝土的表面；
4)碳纤维布粘贴工序
(1)碳纤维布按照需要的长度和宽度进行裁剪；
(2)粘贴底面打磨处理：用砂轮机磨纳米碳纤维混凝土表面，除掉纳米碳纤维混凝土 表面的凹凸区，吹净纳米碳纤维混凝土表面的粉尘；
(3)用脱脂棉沾酒精式丙酮，清洗纳米碳纤维混凝土表面；
(4)涂粘结剂：将有机粘结胶(树脂类粘结材料)与固化剂按比例配置并调和均匀， 再用毛刷均匀涂抹在纳米碳纤维混凝土表面；
(5)粘贴碳纤维布：将裁剪好的碳纤维布粘贴在纳米碳纤维混凝土的表面，并沿纤维 受力方向进行按压赶走气泡，使碳纤维布与纳米碳纤维混凝土表面紧密粘结；
(6)在碳纤维布表面再刷涂一层粘结剂，并养护24小时；
(7)按照顺序完成碳纤维增强材料的制作工艺。

7.  根据权利要求1所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，其特征在于：角钢 制作工艺如下，
1)前处理；清洗：用酒精清洗CFRP表面；再将角钢依照规范按照倒角进行处理，转 角处构件的表面曲率不小于20mm；
2)打磨；角钢粘结前，对角钢的表面进行除锈及粗糙的处理，用平砂轮将角钢打出金 属光泽，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与角钢受力方向垂直，然后用脱脂棉沾丙酮进行 擦净；
3)角钢粘结；粘结剂配制好后，用抹刀涂抹处理好的角钢表面，中间厚两边薄，厚度 为1-2mm，在角钢预固定后，用手锤沿粘结面轻轻敲打；或先预固定角钢，从角钢和碳纤 维增强材料端部空隙处灌入粘结剂，并沿长边方向敲击、按压，挤出气泡，以胶液从角钢边 缘挤出为度，并养护24小时。

碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑
技术领域
本发明涉及一种防屈曲耗能支撑，其约束机制为内置约束螺旋箍筋、外包碳纤维增强及 端部钢板套箍的构件，属于结构工程抗震涉及领域。
背景技术
利用碳纤维增强复合材料的优点，如：高强度、弹性模量比钢材大及质量轻等特点， 达到进一步增强内置约束螺旋箍筋的约束效果，使得防屈曲耗能支撑的破坏始于内核钢材的 材料破坏，而其外包的约束机制能基本保持完好。通过三层碳纤维增强复合材料的约束增强， 相当于进行了箍筋的加密，实现了对内填纳米碳纤维混凝土再次的环向约束。在防屈曲耗能 支撑的两端，用冷弯薄壁型钢板进行套箍增强。这些多重的约束机制，比仅靠螺旋箍筋进行 约束的情况在效果上能提升20％～30％左右的量值，大大增强了内填纳米碳纤维混凝土达到 峰值应力后的变形能力；为了巩固碳纤维增强复合材料的效果，在内填纳米碳纤维混凝土截 面的四个角上，再次采用碳纤维复合材料和角钢的局部加强，以改善可能始于纳米碳纤维混 凝土四个角的破坏形态。这种设计，在局部尺寸上支撑截面增加不多，但整个防屈曲耗能支 撑的承载能力却有很大的提升空间；纳米碳纤维混凝土与外包碳纤维增强复合材料之间，采 用有机粘结材料进行胶粘，制作时要分层进行包裹。如果碳纤维增强布需要搭接，搭接位置 应相互错开，并保证搭接长度不小于100mm；为处理好碳纤维增强复合材料与内填纳米碳 纤维混凝土之间的紧密粘接，可将约束方截面的四个角设计成圆弧形，并依照规范按倒角进 行处理，转角处构件的表面曲率不小于20mm；碳纤维增强布材料的三层包裹外部进行四个 倒角碳纤维布的局部增强，碳纤维布不宜过厚，采用两层的形式，局部增强完成之后再在外 部采用三层碳纤维布进行第二次的整体包裹；包裹工序完成之后，在四个角处采用角钢进行 局部增强。通过重重的约束设计，整个防屈曲耗能支撑承载能力在原有基础上有较大的提升， 尤其在延性性能上的改善最为明显，耐久性性能良好。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑由约束屈服段、约束 非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、三层碳纤维增强布包裹、两层 碳纤维布局部增强、三层碳纤维增强布二次包裹、角钢、钢板套箍所组成。约束屈服段的内 核芯材采用钢材，其截面可根据需要选取(如：一字形、十字形、I字形、箱形、槽形等)； 屈曲约束机构采用约束螺旋箍筋与外包碳纤维增强材料的双重约束组合，内填纳米碳纤维混 凝土采用方形截面，纳米碳纤维混凝土方形截面的四个角设置成圆弧形，以保证外包碳纤维 增强材料与纳米碳纤维混凝土的紧密贴合；外包碳纤维增强材料为三层包裹，在四个角处要 进行两层碳纤维布的局部增强，并采用有机粘结胶进行胶粘；完成局部增强之后，再在外部 采用三层碳纤维增强布进行二次约束，并将完成包裹的试件的四个角处用角钢进行局部增 强；碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能的支撑端部，可采用铰接形式或固接形式的连接方 式，以实现防屈曲耗能支撑与框架结构之间的有效连接。
所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑采用约束螺旋箍筋、外包碳纤维增强材 料及钢板套箍的组合约束机制，并进行了相应的细部构造设计；内填纳米碳纤维混凝土，其 截面外包裹三层碳纤维布(设计了两次约束包裹)，巧妙利用碳纤维布高强度、高模量、轻 质量等优良特质，使整个防屈曲耗能支撑的滞洄耗能性能更加稳定、更加强大，显著提升了 整个支撑构件在动荷载下的抗屈曲能力；内填纳米碳纤维混凝土截面的四个角设置成圆弧 形，这样便于碳纤维增强材料的包裹与粘胶；在内填纳米碳纤维混凝土截面的四个角处，再 次用碳纤维增强材料和角钢进行局部上的增强，使约束效果更佳；采用有机粘结胶进行碳纤 维增强材料与纳米碳纤维混凝土等材料之间的胶结，保证足够的粘结力。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑， 该支撑由约束屈服段、约束非屈服段、屈曲约束机构、隔离无粘结层、无约束非屈服段、三 层碳纤维增强布包裹、碳纤维增强布局部增强、角钢局部增强及端部冷弯薄壁钢板套箍组成； 该支撑包括约束螺旋箍筋1、双重外包碳纤维增强布2、内填纳米碳纤维混凝土3、内核钢 芯4、加强端板5、圆形连接孔6、加劲板7、铰接板8、空隙9、隔离无粘结层10、两层碳 纤维增强布11、构造纵筋12、钢板套箍14、角钢16；双重外包碳纤维增强布2包括三层碳 纤维增强布a13、三层碳纤维增强布b15；具体而言，约束螺旋箍筋1的截面为方形圆角结 构；三层碳纤维增强布a13包裹在约束螺旋箍筋1的表面；约束螺旋箍筋1的中间设有内核 钢芯4，约束螺旋箍筋1与内核钢芯4之间填充有内填纳米碳纤维混凝土3；约束螺旋箍筋 1的两端面分别设有两加强端板5；铰接板8设置在沿约束螺旋箍筋1的两端面垂直方向上， 且与加强端板5相垂直；加劲板7上下连接加强端板5与铰接板8；所述铰接板8上设有圆 形连接孔6；所述内核钢芯4与内填纳米碳纤维混凝土3的接触处设有隔离无粘结层10。
所述加强端板5与约束螺旋箍筋1内的内核钢芯4之间的钢筋衔接处留有空隙9，且端 部衔接钢筋与内核钢芯4垂直。
所述约束螺旋箍筋1、三层碳纤维增强布a13之间的约束螺旋箍筋1外表面的四个圆角 上设有两层碳纤维增强布11；两层碳纤维增强布11外部进行三层碳纤维增强布b15的二次 包裹；所述三层碳纤维增强布b15的外部用角钢16局部增强；所述约束螺旋箍筋1与铰接 板8之间沿约束螺旋箍筋1的轴向方向上均匀设有构造纵筋12。
所述碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑的端部，用钢板套箍14进行套箍，并在 三层碳纤维增强布b15和钢板套箍14之间注入有机粘结胶，以实现钢板套箍14在支撑表面 上的固定。
约束屈服段由内核芯材4构成，采用屈服强度值稳定的钢材，其截面形状为一字形或十 字形或I字形或箱形或槽形等；内核钢芯4的工作段长度由内置约束螺旋箍筋1确定，其厚 度根据设计的需求选取。
约束非屈服段在内填纳米碳纤维混凝土3与加强端板5之间设置足够的预留空间，其值 大小取约束螺旋箍筋长度的1％～3％。
屈曲约束机构由约束螺旋箍筋1和内填纳米碳纤维混凝土3。
约束螺旋箍筋1内置有纳米碳纤维混凝土，由六根构造纵筋12进行绑扎固定。而约束 截面所采用的纳米碳纤维混凝土基材设计成方形，并将其四个角设计成圆弧形，便于工作时 纳米碳纤维混凝土与碳纤维增强布等材料之间的有效贴合。
隔离无粘结层10设置在内核芯材4和内填纳米碳纤维混凝土3之间，采用钙基润滑脂 和聚乙烯薄膜材料。
无约束非屈服段由加强端板5和铰接板8组成，两者采用铰接或固接连接方式。
在加强端板上开圆形的连接孔6以便与框架结构连接；约束螺旋箍筋1留有保护层厚度， 在外部采用三层碳纤维增强布a13进行包裹，并用有机粘结胶进行胶粘；在约束截面的四个 角上，用两层碳纤维增强布11进行局部上的增强；用三层碳纤维增强布b15进行第二次包 裹，并用角钢16对四个角再次进行局部增强。三层碳纤维增强布a13与三层碳纤维增强布 b15组成双层包裹的约束结构。
与现有技术相比，本发明相对于现有技术具有以下特点。
采用约束螺旋箍筋、外包双重碳纤维增强材料(进行二次约束包裹)及在约束截面四个 角处采用碳纤维增强材料和角钢的约束组合，约束支撑的两端部用冷弯薄壁型钢板进行钢板 套箍。为保证内填纳米碳纤维混凝土与三层碳纤维增强材料之间的有效贴合，将内填约束截 面的四个角设计圆弧形(弧度按照倒角处理，转角处构件的表面曲率不小于20mm)，并在 四个角处采用碳纤维增强材料和角钢做进一步的强化。支撑两端部采用冷弯薄壁型钢板进行 套箍。通过有效的制作措施，限制防屈曲耗能支撑在地震作用下的局部失稳及高阶屈曲。
所述的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑，将约束螺旋箍筋、碳纤维增强材料及 角钢三种材料结合起来，实现对防屈曲耗能支撑外包的多层约束；每次采用三层碳纤维布增 强材料，对支撑内核进行二次的约束包裹，并在双重碳纤维布约束包裹之间又采用两层碳纤 维布对四个角进行局部增强，这种设计形成了约束作用的环环套箍；在第二次碳纤维布的整 体包裹完成之后，在防屈曲耗能支撑外包约束的四个角处，再次采用角钢进行局部上的增强， 以获得更好的约束效果；防屈曲耗能支撑外包约束的四个角，设计成具有一定弧度的圆弧形， 并按照规范进行制作的倒角处理，保证转角处构件的表面曲率不小于20mm；为进一步增强 约束效果，对外包三层碳纤维增强布的约束端部，用冷弯薄壁型钢板进行钢板套箍；对碳纤 维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑提出了明确的制作工艺，通过有效、完整的制造工艺流 程和相关操作方法，对现有的防屈曲耗能支撑制造技术进行了开创性的改进，将防屈曲耗能 支撑的抗震性能大大提高，并在承载能力能获得约20％～30％以上的提升空间。
碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑多重约束机制的约束方法，采用内置约束螺旋 箍筋进行内箍的约束，而外部用三层碳纤维布双重约束进行增强，再在双重碳纤维布约束之 间的四个角处，用两层碳纤维增强材料和角钢进行局部上的增强，并将四个角设计成圆弧形， 按照规范要求进行表面曲率不小于20mm的倒角处理；在外包约束机制的两端部，用冷弯薄 壁型钢板进行套箍增强；碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑严格的制作方法和工艺流 程，是获得高质量防屈曲耗能支撑的基础，以保证支撑试件具有优越的抗震性能。
附图说明
图1本发明提供的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑俯视图。
图2本发明提供的碳纤维增强箍筋钢板套箍防屈曲耗能支撑主视图。
图3A-A截面细部尺寸。
图4B-B截面细部尺寸。
图中：1-约束螺旋箍筋；2-双重外包碳纤维增强布(每次用三层碳纤维布)；3-内填纳米 碳纤维混凝土；4-内核芯材；5-加强端板；6-圆形连接孔；7-加劲板；8-铰接连接方式；9- 空隙；10-隔离无粘结层；11-二层碳纤维增强布；12-构造纵筋；13-三层碳纤维增强布a；14- 钢板套箍；15-三层碳纤维增强布b；16-角钢。
具体实施方式
内核钢芯表面的机械加工，须按设计要求控制表面的光洁度，钢材直度与截面扭曲度的 误差应不超过1/1000/m、0.5/m的值；内填纳米碳纤维混凝土采用方形截面，制作时其四个 角按需求给出基本的弧度，以保证浇注的纳米碳纤维混凝土与三层碳纤维增强材料两者之间 有效的工作；内填纳米碳纤维混凝土的制作采用大约0.8％～0.16％的优化掺量，并用化学分 散的方法避免纳米碳纤维混凝土结团；浇注内填纳米碳纤维混凝土时，须保证内核钢芯与约 束螺旋箍筋临时固定的可靠性，防止发生移动、扭转；加强端板与内填纳米碳纤维混凝土之 间的约束非屈服段，应留有足够的间隙，长度取屈曲约束机构的1％～3％，并制作出具有平 缓过渡的截面形式；无约束非屈服段的钢板，除了满足基本的规范要求，还需采取减小温度 应力的制作措施；无粘结隔离层的制作，采用钙基润滑脂和聚乙烯薄膜材料，在内核芯材上 涂一层钙基润滑脂，并用聚乙烯薄膜进行紧密的包裹。
纳米碳纤维混凝土的制作
1将纳米碳纤维掺入混凝土，对混凝土起到改性的作用。但需优化纳米碳纤维的掺量， 制作时采用大约0.8％～0.16％的量值范围，能起到很好的分散作用，从而避免因结团对混凝 土质量的影响。当纳米碳纤维均匀分散在水泥浆体中，可以传递拉应力，促进水化晶体增长， 使水化物之间的联结更加紧密，能起到增韧、抗冲及抗裂的改性效果。
2制作中采用化学分散的方法，让纳米碳纤维获得良好的分散效果。具体操作时，将纳 米碳纤维放入表面活性剂的水溶液中，高速搅拌六至七分钟，并加入适量的消泡剂，再把溶 液倒入细骨料和粗骨料的混凝土材料中进行搅拌。同时，为了有利于排除气泡，纳米碳纤维 混凝土振动成型的时间应稍长一些，使成型更密实。
套箍钢板的制作
1套箍钢板采用冷弯薄壁型钢板，厚度采用3mm-5mm，套箍钢板按规格尺寸切割成所 需要的形状。
2制作时，先对钢板进行打磨，表面打出金属光泽，并进行除锈剂、污渍及粗糙处理， 然后用脱脂棉沾丙酮进行擦净。
3套箍钢板的表面处理之后，在碳纤维增强布和套箍钢板之间用抹刀涂抹有机粘胶，胶 层厚度2-3mm，胶体必须具有足够的弹性模量和剪切模量，以获得良好的钢板套箍约束效 果。
4对套箍钢板进行在加压固定，可用手锤沿钢板粘结面轻轻敲打，通过敲击、按压，挤 出内部气泡，以胶液从钢板边缘挤出为度，并养护2天待胶层固化。
碳纤维布粘贴的制作工序
1前处理：将内填纳米碳纤维混凝土截面的四个角依照规范进行倒角处理，转角处构件 的表面曲率不小于20mm。
2基层处理：为使纳米碳纤维混凝土与碳纤维增强材料得到充分粘结，对纳米碳纤维混 凝土的基层表面进行处理，去掉纳米碳纤维混凝土四周表面大约1mm厚的表层，尤其对纳 米碳纤维混凝土存在的局部缺陷及不平之处等，应事先用树脂腻子或除锈器加工平滑。
3打磨工艺。对内填纳米碳纤维混凝土的表层用砂轮机进行打磨，除去纳米碳纤维混凝 土表面的粉尘，并用清水冲洗干净，待完全干燥后再用丙酮擦拭纳米碳纤维混凝土的表面。
4碳纤维布粘贴工序
(1)碳纤维布按照需要的长度和宽度进行裁剪。
(2)粘贴底面打磨处理：用砂轮机磨纳米碳纤维混凝土表面，除掉纳米碳纤维混凝土 表面的凹凸区，吹净纳米碳纤维混凝土表面的粉尘。
(3)用脱脂棉沾酒精式丙酮，清洗纳米碳纤维混凝土表面。
(4)涂粘结剂：将有机粘结胶(树脂类粘结材料)与固化剂按比例配置并调和均匀， 再用毛刷均匀涂抹在纳米碳纤维混凝土表面。
(5)粘贴碳纤维布：将裁剪好的碳纤维布粘贴在纳米碳纤维混凝土的表面，并沿纤维 受力方向进行按压赶走气泡，使碳纤维布与纳米碳纤维混凝土表面紧密粘结。
(6)在碳纤维布表面再刷涂一层粘结剂，并养护24小时。
(7)按照顺序完成碳纤维增强材料的制作工艺。
角钢制作工艺
1前处理。清洗：用酒精清洗CFRP表面；再将角钢依照规范按照倒角进行处理，转角 处构件的表面曲率不小于20mm。
2打磨。角钢粘结前，对角钢的表面进行除锈及粗糙的处理，用平砂轮将角钢打出金属 光泽，打磨粗糙度越大越好，打磨纹路应与角钢受力方向垂直，然后用脱脂棉沾丙酮进行擦 净。
3角钢粘结。粘结剂配制好后，用抹刀涂抹处理好的角钢表面，中间厚两边薄，厚度为 1-2mm，在角钢预固定后，用手锤沿粘结面轻轻敲打。或先预固定角钢，从角钢和碳纤维增 强材料端部空隙处灌入粘结剂，并沿长边方向敲击、按压，挤出气泡，以胶液从角钢边缘挤 出为度，并养护24小时。