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(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。

碳纖維加固技術(shù)適用范圍

目前碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。碳纖維加固混凝土和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的研究比較成熟,而碳纖維加固砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)的研究還處于初始階段。碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用前景廣闊,研究碳纖維加固技術(shù)對(duì)工程實(shí)踐有重要的意義,對(duì)碳纖維加固技術(shù)的研究進(jìn)行整理,能為相關(guān)研究人員了解這一領(lǐng)域的研究成果和開展研究提供參考。 [1]  更多還原碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時(shí)廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補(bǔ)強(qiáng)?！せ炷两Y(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固?！に淼?、港灣設(shè)施、煙囪、倉庫、廠房的加固。·受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護(hù)和加固。

碳纖維加固的操作要點(diǎn)：

1． 混凝土表面處理1 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。2 對(duì)經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原。3 裂縫修補(bǔ)：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。4 打磨：將構(gòu)件表面凸出部分（混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。5 清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。

碳纖維加固混凝土裂縫技術(shù)

對(duì)于寬度大于0.2mm的獨(dú)立貫通裂縫，采用壓力灌注結(jié)構(gòu)膠的方法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，同時(shí)沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼碳纖維，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?！〕Ｓ糜诟仔扪a(bǔ)的工字梁可以抵擋136~181kN的拉力，避免墻體彎曲，而10cm寬的碳纖維條可接受8至10倍這樣的壓力，其厚度只要3.2mm。  用碳纖維修補(bǔ)房屋裂縫有以下優(yōu)點(diǎn)a、重量輕，厚度薄，基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸。b、適用面廣，靈活性強(qiáng)，可用于各種類型和形狀的結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固。c、施工方便快捷，不需要大型機(jī)具，沒有濕作業(yè)，無需動(dòng)火，無需其他固定措施，不受原結(jié)構(gòu)形狀限制。d、高耐久性，由于不會(huì)生銹，非常適合在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕壞境中使用。