碳纖維加固工程

碳纖維加固被使用在混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)中源于20世紀(jì)80年代的日、美發(fā)達(dá)國(guó)家。這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)在我國(guó)比較晚，直到90年代有關(guān)部門才開(kāi)始碳纖維加固技術(shù)的研究和使用。但就目前來(lái)說(shuō)的話，隨著我國(guó)的交通事業(yè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展，加固技術(shù)也是飛速發(fā)展并且日趨的走向成熟，這其中除了碳纖維加固還有粘鋼加固、玻璃加固等一系列加固技術(shù)。碳纖維加固和粘鋼加固在工程中都是比較重要的加固施工方案，兩者各有其優(yōu)點(diǎn)，在很多的工程中都要用到這兩種方案。

碳纖維加固其原理用專業(yè)術(shù)語(yǔ)講就是將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料，用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)新的復(fù)合體，使增強(qiáng)粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。

簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是用同一方向排列的纖織物，在常溫狹隘用環(huán)氧樹脂膠粘貼于混泥土結(jié)構(gòu)表面，使二者作為一個(gè)新的整體，共同受力，是一種非常簡(jiǎn)單且優(yōu)良的加固補(bǔ)強(qiáng)方法。

隨著材料科學(xué)的發(fā)展，纖維材料于土木工程中的應(yīng)用成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，纖維材料中的碳纖維用于加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)有著其自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1、高強(qiáng)（可以充分的利用其高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)來(lái)提高結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性，改善受力性能，達(dá)到加固的目的）。

2、耐腐蝕性及耐久性（碳纖維材料化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)）。

3、基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重（與傳統(tǒng)的粘鋼加固不同，碳纖維質(zhì)輕而薄，所以碳纖維加固可以在不增加構(gòu)件荷載前提下完成設(shè)計(jì)及使用的需要）。

4、使用面廣（碳纖維是一種柔性材料，質(zhì)輕而薄，且可以任意裁剪）。

5、便于施工（節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，主要機(jī)具只需要砂輪切割機(jī)、角磨機(jī)、滾刷等，一般在2～4臺(tái)即可滿足工程要求）。

6、不受原結(jié)構(gòu)形狀限制

因?yàn)橐陨咸攸c(diǎn)，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。

材料特點(diǎn)

碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。

(1)抗拉強(qiáng)度高，是同等截面鋼材的7-10倍。(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。(3)耐久性好，可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。(4)施工方便快捷、省力節(jié)時(shí)、施工質(zhì)量易于保證。(5)適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固?？纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。

碳纖維建筑加固常見(jiàn)問(wèn)題碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的常見(jiàn)問(wèn)題主要有四個(gè)方面:

首先，碳纖維加固材料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不合格。這一問(wèn)題主要來(lái)自于采購(gòu)環(huán)節(jié)，碳纖維加固技術(shù)是一種補(bǔ)充性修復(fù)措施，部分施工單位對(duì)于該措施的重視程度不足， 因此使用價(jià)格低廉或前期施工存留的材料。

其次，混凝土表面打磨不規(guī)范。打磨混凝土表面，是該項(xiàng)施工中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。表面不均勻?qū)⑹固祭w維與混凝土表面出現(xiàn)縫隙，這一問(wèn)題不僅會(huì)降低整體的抗拉強(qiáng)度，也會(huì)使碳纖維布在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中出現(xiàn)開(kāi)裂。在結(jié)構(gòu)復(fù)雜或操作空間狹小的環(huán)境下，施工人員更易出現(xiàn)打磨不均勻等問(wèn)題。

再次，膠體配比、攪拌不合格?；炷恋牧芽p處需要填充膠體，其表面也需要涂抹粘貼劑，這部分膠體都需要均勻調(diào)配、攪拌。但last，碳纖維布受損。碳纖維布的拉力部分來(lái)源于其整體的張力， 因此碳纖維布的邊緣都得到了強(qiáng)化處理。若在施工或搬運(yùn)的過(guò)程中出現(xiàn)橫向破損，將使其拉力受到破壞。

碳纖維加固不適用的情況

1、對(duì)于剪切力很大的情況

建筑物的的損毀有時(shí)候是因?yàn)榧羟辛?，剪切力大的時(shí)候，碳纖維加固是不太適用的，剪切力垂直于建筑構(gòu)件，而抗拉力是平衡于構(gòu)件的，所以兩種不同的力，不能都用碳纖維布進(jìn)行加固。

2、當(dāng)建筑物已經(jīng)產(chǎn)生很大變形

樓板已經(jīng)因?yàn)槌兄剡^(guò)大產(chǎn)生較大變形，此時(shí)的你用碳纖維布加固，并不能讓樓板回復(fù)原有承載力或保持現(xiàn)有形態(tài)，情況只會(huì) 越來(lái)越糟，變形會(huì)加大。所以在建筑物產(chǎn)生已經(jīng)產(chǎn)生較大變形時(shí)，應(yīng)考慮其他加固方式，比如增大截面或直接配筋，用植筋加固的方式，提高剛度。

3、建筑構(gòu)件本身剛度不足

當(dāng)建筑構(gòu)件本身抗壓能力就很差，這種情況，如果你通過(guò)不斷的張貼碳纖維布，那樣也會(huì) 導(dǎo)致碳纖維布無(wú)法達(dá)到本身應(yīng)有的工作效率，對(duì)建筑荷載本身并沒(méi)有提高，對(duì)碳纖維布也是中浪費(fèi)，如果構(gòu)件本身已經(jīng)支離破碎，在未達(dá)到碳纖維布的抗拉力時(shí)，構(gòu)件本身就因?yàn)閴毫σ呀?jīng)破損，那這個(gè)碳纖維布貼了也是白貼。

碳纖維加固并不是萬(wàn)l能的，還是有存在的缺點(diǎn)，在建筑加固領(lǐng)域中，每種加固方法都有自己的優(yōu)勢(shì)，也有不足之處。在建筑需要加固的時(shí)候，需要根據(jù)建筑現(xiàn)有的情況來(lái)決定采用哪種加固方法，這樣針對(duì)性會(huì)更強(qiáng),建筑加固的效果也會(huì)更明顯。