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)國家。這項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)在我國比較晚，直到90年代有關(guān)部門才開始碳纖維加固技術(shù)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(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。

簡單點(diǎn)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(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：

1、高強(qiáng)（可以充分的利用其高強(qiáng)度、高模量的特點(diǎn)來提高結(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，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(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。

建筑碳纖維結(jié)構(gòu)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(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維復(fù)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(gòu)件截面，對結(jié)構(gòu)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(yīng)力的能力。

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

　　3. 加大截面加固法：該方法是結(jié)構(gòu)加固的基本方法，也是理論應(yīng)用到實(shí)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(yīng)力，使截面材料能夠承受該應(yīng)力，達(dá)到加固的目的。

　　4. 預(yù)應(yīng)力加固法：該方法是針對增強(qiáng)構(gòu)架截面外緣承受應(yīng)力的能力問題，采用體外預(yù)應(yīng)力使構(gòu)件截面產(chǎn)生預(yù)應(yīng)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(fù)合材料加固法：按照抗彎設(shè)計(jì)狀態(tài)設(shè)計(jì)建造的構(gòu)件，它的截面所能承受額彎矩，主要體現(xiàn)在構(gòu)件截面外緣的拉應(yīng)力數(shù)值上，為增強(qiáng)構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力，用纖維材料替代鋼板實(shí)施粘貼，可以達(dá)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(jìn)行了改進(jìn)，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(jié)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(yù)壓受力，使構(gòu)件外緣的應(yīng)力承受能力有更大的提高。

產(chǎn)品特點(diǎn)

強(qiáng)度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)件自重及截面尺寸。適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀的加固修復(fù)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。施工便捷，無需大型機(jī)具設(shè)備，沒有濕作業(yè)，無需動火，無需現(xiàn)場固定設(shè)施，實(shí)施邦工占用場地少，施工工效高。高耐久性，由于不會生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用。碳纖維布適用于各種結(jié)構(gòu)類型，各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)。適用于港口工程和水利水電等工程中混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)和抗震加固，特別適合于曲面及節(jié)點(diǎn)等復(fù)雜形式的結(jié)構(gòu)加固?；鶎踊炷恋膹?qiáng)度要求不低于C15。施工環(huán)境溫度在5～35℃范圍內(nèi)，相對濕度不大于70%。