碳纖維加固工程

碳纖維加固被使用在混凝土結構加固修補中源于20世紀80年代的日、美發(fā)達國家。這項技術出現(xiàn)在我國比較晚，直到90年代有關部門才開始碳纖維加固技術的研究和使用。但就目前來說的話，隨著我國的交通事業(yè)和經(jīng)濟建設飛速發(fā)展，加固技術也是飛速發(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。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，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)術語講就是將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強材料，用環(huán)氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。

簡單點說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構表面，使二者作為一個新的整體，共同受力，是一種非常簡單且優(yōu)良的加固補強方法。

隨著材料科學的發(fā)展，纖維材料于土木工程中的應用成為國內(nèi)外研究的熱點，纖維材料中的碳纖維用于加固補強混凝土結構有著其自身的技術優(yōu)勢：

1、高強（可以充分的利用其高強度、高模量的特點來提高結構及構件的承載力和延性，改善受力性能，達到加固的目的）。

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

3、基本不增加結構尺寸及自重（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件荷載前提下完成設計及使用的需要）。

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，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設施，主要機具只需要砂輪切割機、角磨機、滾刷等，一般在2～4臺即可滿足工程要求）。

6、不受原結構形狀限制

因為以上特點，碳素纖維作為劃時代的補強材料，而備受青睞和關注。

建筑碳纖維結構加固方法包括外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、加大截面加固法、 預應力加固法、粘貼碳纖維復合材料加固法、錨釘粘貼鋼板加固法

   1. 外包型鋼加固法：采用外包型鋼，少許增大了構件截面，對結構截面抗彎剛度E1的提高有所幫助，但是真正的效能是型鋼增大了截面外緣承受應力的能力。

　　2. 粘貼鋼板加固法：粘貼鋼板也是增大了構件截面，對結構截面抗彎剛度E1的提高有所幫助，但主要效能還是增強了構件截面外緣承受應力的能力，對于承受正負彎矩的梁構件，該方法特別有效。

　　3. 加大截面加固法：該方法是結構加固的基本方法，也是理論應用到實踐的很直觀的方法，采用加大截面加固法能夠直觀、有效的增加截面的慣性矩，來降低截面很外緣的應力，使截面材料能夠承受該應力，達到加固的目的。

　　4. 預應力加固法：該方法是針對增強構架截面外緣承受應力的能力問題，采用體外預應力使構件截面產(chǎn)生預應壓力，有比粘鋼粘纖維材料更直接、有效的優(yōu)勢。

　　5. 粘貼碳纖維復合材料加固法：按照抗彎設計狀態(tài)設計建造的構件，它的截面所能承受額彎矩，主要體現(xiàn)在構件截面外緣的拉應力數(shù)值上，為增強構件截面外緣承受應力的能力，用纖維材料替代鋼板實施粘貼，可以達到同等鋼板的效果。

　　6. 錨釘粘貼鋼板加固法：為了使粘貼鋼板的效能得到更好的的發(fā)揮，對粘貼鋼板加固法進行了改進，就是在鋼板與混凝土之間增加了異形錨釘，它可以使鋼板與混凝土結合更加緊密，使鋼板受到拉力，加固完畢后，鋼板的彈性收縮使混凝土受到預壓受力，使構件外緣的應力承受能力有更大的提高。

  碳纖維加固操作要點

 1. 涂刷底膠

將配好的底膠（粘結劑），用滾筒均勻涂刷于需要粘結的砼表面。

 2.粘貼碳纖維

粘貼碳纖維材料之前，首先應確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對濕度RH>85%時，如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料，每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞，材料的裁切數(shù)量應按當天的用量裁切為準。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應多涂樹脂，碳纖維橫向不需要搭接。其施工工藝要點如下：1 粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應按規(guī)定的比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應以在可使用時間內(nèi)用完為準。2 粘貼時，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣?？捎昧_拉（專用工具）沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。

3.養(yǎng)護

粘貼碳纖維材料后，需自然養(yǎng)護1-2小時達到初期固化，應保證固化期間不受外界干擾和碰撞。

4. 涂裝

若加固補強構件需要防火時， 可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應在樹脂初期固化后進行，并應遵守所用涂料的相關標準和施工規(guī)定。

碳纖維加周固傳統(tǒng)加固相比，碳纖維加固用的碳纖維材料加固,而傳統(tǒng)加固用的是混凝土藏面和鋼筋混凝土，不同的加固材料，所起到的作用也是不同的。碳纖維材料取能節(jié)省空間和時間，施工簡單快捷，又能保證施工的質(zhì)量，采用碳纖維來做建筑加固施工，不但耐腐蝕和耐久性能好，而且能夠大大提高建筑物的使用壽命,這是對建筑加固來說是很l重要的

碳纖維加固依靠自身的特性應用到各類 [業(yè)與民用建筑物，建筑物的防震、防裂和防腐都需要碳纖維來加固，與傳統(tǒng)加固技術相比，硬纖維加固技術發(fā)展速度越來越快,而且應用到建筑加固中也越來越多,在建筑加固中的前景被一致看好。常應用到的地方有混凝土結構物、橋梁以及建筑物的梁、柱和面板加固。

碳纖維能夠運用到建筑加固中去,依賴的是碳纖維材料的特性,很多的加固材料特性就決定了加固的用途。碳纖維材料的種類也不少,不同品種的碳纖維,其所發(fā)揮的作用是有差別的。在房屋加固的時候,對碳纖維的選擇必須要注重質(zhì)量，只有質(zhì)量達到標準,加固才能發(fā)揮到應有的作用。