1、碳纤维布结构加固技术的应用之浅谈【摘要】本文通过对碳纤维布结构加固技术的分析阐述其在加固工程中的重要性及使用 【关键词】碳纤维布结构加固 应用前景 中图分类号：TU528.582 文献标识码： A 在日益发展的现代建筑中,过去的一些已建成建筑由于当时设计师未能考虑较大的荷载或较朝前的使用功能或由于时间,环境等的影响导致某些结构构件(梁,板,柱)出现不同程度的损伤,损坏或部分实效,但要重新拆掉另行建设则代价较大,故加固该类建筑势在必行,加固方法很多,本文仅介绍一种碳纤维布加固技术. 1、碳纤维布加固技术简介 粘贴纤维复合材加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，使碳纤
2、维片材承受拉应力，并与混凝土变形协调，共同受力，达到提高构件承载能力的目的，起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。 2、碳纤维布加固的原理 用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍；但是，碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布
3、中的碳纤维丝能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固的目的。 3、碳纤维布加固技术特点 1）高强高效：碳纤维布拉伸强度一般均超过 3000MPa，拉伸弹性模量超过 2.1105MPa，与钢筋的弹性模量相近，适合于混凝土结构的加固修复。 2）施工便捷：碳纤维材料轻质、柔软、易粘贴，比重只有钢铁的1/4， 厚度小于 0.5mm。故可以在基本不增加原结构自重及截面尺寸的情况下，发挥强大的补强效果。 3）养护时间短：常温下加固完工后 72 小时可以受力。 4、适用范围 1）适用于房屋建筑、铁路工程、公路工程、港口
4、工程和水利水电等工程中混凝土结构的加固和砌体结构、木结构加固中的共性技术。 2）梁板受拉受弯加固、柱的抗震加固、构件抗剪加固。 3）采用碳纤维加固的混凝土结构，长期使用的环境温度不应高于60。处于特殊环境（腐蚀、放射、高温等）下的混凝土结构进行加固时，尚应遵守国家现行有关标准的规定，并采取相应的防护措施。 4）施工宜在环境温度为 5以上的条件下进行，并应符合配套树脂胶要求的施工使用温度。当环境温度低于 5时，应采用适用于低温环境的配套树脂或采取升温措施。 5）被加固混凝土结构构件的现场实测混凝土强度等级不应低于C15。 碳纤维片材的主要力学指标 性能项目 碳纤维布 碳纤维板 抗拉强度标准值 F
5、cfk 3000Mpa 2000Mpa 弹性模量 Ecf 2.1x105Mpa 1.4x105Mpa 伸长率 1.5% 1.5% 说明：1、单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量不宜低于 150g/，且不宜高于 450g/。 2、碳纤维板的厚度不宜大于 2.0mm，宽度不宜大于 200mm，纤维体积含量不宜小于 60%。 5、施工工艺流程 1）放线定位 ：首先熟悉施工图纸，明确加固部位及范围，然后在构件上弹线（其轮廓线要大于实贴尺寸 20mm 以便打磨） ； 2） 混凝土表面处理：为了保证粘贴密实，在不影响原结构的基础上，采用先人工后机械打磨的方法，剔除表面灰层与混凝土的接触面，混凝土面平整度每米不
6、大于 4mm，同时要剔除粘贴面上的木屑、油污等杂物，磨去混凝土表面的附着物，露出混凝土新面。再用脱脂棉丝擦拭混凝土粘贴面，去除表面浮灰，然后用脱脂棉丝沾丙酮（纯度 80%以上） ，擦拭 2-3 遍，最后在粘贴前再清洗一次混凝土表面，处理结果以表面无灰尘、油污为准。 3）裁剪下料：按照设计尺寸并结合实际情况将碳纤维布准确下料，要求不乱丝、不断丝。 4）涂刷底层树脂 ：按照产品工艺规定配制底层树脂，表面指触干燥后立即进行下道工序。 5）找平处理：混凝土表面凹陷部位用专用找平材料填补平整，且不应有棱角，纤维布通过的转角处，用找平材料修复成光滑的圆弧，半径不应小于 20mm。表面指触干燥后立即进行下道
7、工序。 6）粘贴：按照产品工艺规定配制粘贴树脂，将纤维布表面擦拭干净无粉尘后立即涂刷粘贴树脂，胶层应呈凸起状，平均厚度不小于 2mm，将涂有粘贴树脂的纤维布固定在需要粘贴的位置，用橡皮滚筒顺纤维方向平稳压实，使树脂从两边溢出，保证密实无空鼓。当平行粘贴多层纤维布时，其间距应大于 5mm。粘贴两层纤维布时，应连续粘贴，如不能立即粘贴，需在粘贴前对底层纤维布做好清洁工作。粘贴碳纤维后需对粘贴层进行防火处理。 6、检验与验收 碳纤维布与混凝土之间的粘贴质量必须保证其有效粘贴面积大于95%，施工质量满足碳纤维片材加固混凝土结构技术规程 7、结语： 通过对碳纤维加固的实际应用，可以看到，碳纤维加固技术具有施工便捷、功效高、噪音小、现场整洁等优点，对于混凝土结构及构件的补强加固效果十分理想，在对新旧工程加固方面有着极大的适应性和经济性，在各方面均达到了业主的要求，其综合经济效益和社会效益良好，具有较大的推广使用价值。但碳纤维加固技术是一项新技术，只有在了解其特性和工作原理的前提下，认真加以研究分析，才能充分发挥其在建筑行业上的应用，从而在建筑加固技术领域得到更多的选择。
