淺談碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

1、淺談碳纖維加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用摘要：在建筑工程中，由于各種原因，經(jīng)常需要對已有建筑物進(jìn)展維修、加固。理論證明，應(yīng)用碳纖維材料對混凝土構(gòu)造進(jìn)展加固，是一種有較高技術(shù)含量的、全新的建筑構(gòu)造加固方法。碳纖維具有強(qiáng)度高、自重輕、施工方便、快捷、應(yīng)用廣泛等優(yōu)良性能，因此利用碳纖維布加固鋼筋混凝土構(gòu)件以進(jìn)步承載力及延長壽命是目前比較流行的方法，在建筑業(yè)中有著廣泛的開展前景。關(guān)鍵詞：碳纖維加固技術(shù)工程建筑1.碳纖維加固構(gòu)造構(gòu)件技術(shù)原理外貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固混凝土技術(shù)是通過在混凝土構(gòu)造外部粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材，通過二者協(xié)同受力，到達(dá)加固目的。碳纖維材料具有高強(qiáng)度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特

2、點，其抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的十倍左右，彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。加固修復(fù)混凝土構(gòu)造所有碳纖維材料主要為兩種：碳纖維材料與配套樹脂。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十倍，而彈性模量與鋼材相當(dāng)，某些如高彈性碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上，且施工性能與耐久性良好，是一種很好的加固修復(fù)材料；配套樹脂那么包括底層樹脂、找平樹脂及粘結(jié)樹脂，前兩者的作用是為了進(jìn)步碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量，而后者的作用那么是使碳纖維與混凝土可以形成一個復(fù)合性整體，并且共同工作，進(jìn)步構(gòu)造構(gòu)件的抗彎、抗剪承載力，到達(dá)對構(gòu)造構(gòu)件進(jìn)展加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。2.采用碳纖維布加固具有的優(yōu)點：采用碳纖維布加固構(gòu)造具有高強(qiáng)高效的優(yōu)點。由于碳

3、纖維材料優(yōu)異的物理力學(xué)性能，在加固修補(bǔ)混凝土構(gòu)造中可以進(jìn)步混凝土構(gòu)造及構(gòu)件的承載力和延展性，改善其受力性能，到達(dá)高效加固修補(bǔ)的目的。施工便捷，工效高，無濕作業(yè)，不需大型施工機(jī)具，施工占用場地少。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，同為粘貼加固工法，粘貼碳纖維材料是粘貼鋼板施工工效的4-8倍。具有極佳的耐腐蝕性能及耐久性。試驗說明，碳纖維材料加固混凝土構(gòu)造有良好的耐腐蝕性和耐久性，可以抗御建筑物經(jīng)常遇到的酸、堿、鹽對構(gòu)造物的腐蝕。適用面廣。粘貼碳纖維材料加固修補(bǔ)混凝土構(gòu)造可廣泛適用于各種構(gòu)造類型(如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道等)、各種構(gòu)造形狀(如矩形、圓形、曲面構(gòu)造等)、各種構(gòu)造部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、

4、墩等)的加固修補(bǔ)，且不改變構(gòu)造形狀，這是目前任何一種構(gòu)造加固方法所不可比較的。尤其重要的是，對于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及殼體構(gòu)造工程等，采用舊的加固手段幾乎無法施行，而采用該項加固技術(shù)都能順利解決，施工質(zhì)量易保證。由于碳纖維材料是柔性的，即使被加固的構(gòu)造外表不是非常平整也根本可以到達(dá)100的有效粘貼率，而粘貼鋼板那么很難到達(dá)100的有效粘貼面，相應(yīng)的驗收標(biāo)準(zhǔn)也只要求其到達(dá)70就可以了。碳纖維材料質(zhì)量輕且薄，粘貼后每平方米重量不到1.0kg，粘貼一層的厚度僅1.0左右，加固修補(bǔ)后根本不增加原構(gòu)造自重及原構(gòu)件尺寸。3.碳纖維材料在構(gòu)造加固方面的運用3.1碳纖維材料構(gòu)造加固適

5、用范圍碳纖維材料適用于各種構(gòu)造類型、各種構(gòu)造部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、煙囪、筒體、殼體等構(gòu)造；另外，磚砌體的某些力學(xué)性能也可以用碳纖維進(jìn)展加固。詳細(xì)說來可以但不限制于：利用碳纖維加固公路橋敦構(gòu)造、對既有鋼筋混凝土煙囪的加固；構(gòu)件抗彎加固、梁柱構(gòu)件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿斷裂加固、砌體的抗震加固、承載力缺乏加固、樓宇增層加固、框架柱軸壓比超限加固、樓板開裂加固、剪力墻開洞加固、樓面荷載增大加固、橋梁斷裂、舊橋大修加固和水塔加固等等。3.2碳纖維片材加固修復(fù)混凝土構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)采用粘貼碳纖維片材加固混凝土構(gòu)造時，應(yīng)通過配套粘結(jié)材料將碳纖維片材粘貼在一起，使碳纖維片材承受拉力，并與

6、混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力。3.3碳纖維片材可采用以下方式對混凝土構(gòu)造構(gòu)件進(jìn)展加固：在梁、板構(gòu)件的受拉區(qū)粘貼碳纖維片材進(jìn)展受彎加固，纖維方向與加固處的受拉方向一致；采用封閉式粘貼、u形粘貼或側(cè)面粘貼對梁、柱構(gòu)件進(jìn)展受剪加固，纖維方向宜與構(gòu)件軸向垂直；采用封閉式粘貼對柱進(jìn)展抗震加固，纖維方向與柱軸向垂；當(dāng)有可靠根據(jù)時，碳纖維片材也可用采用其它形式或其它受力狀況的混凝土構(gòu)造進(jìn)展加固；采用粘貼碳纖維片材加固混凝土構(gòu)造時，應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用以概率理論為根底的極限狀態(tài)設(shè)計法進(jìn)展承載才能極限狀態(tài)計算和正常使用極限狀態(tài)驗算；鋼筋和混凝土材料，根據(jù)檢測得到的實際強(qiáng)度，按國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定其相應(yīng)的材料強(qiáng)度

7、設(shè)計指標(biāo)；碳纖維片材應(yīng)根據(jù)構(gòu)件到達(dá)極限狀態(tài)時的應(yīng)變，按線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定其相應(yīng)的應(yīng)力；碳纖維片材應(yīng)取消費廠提供的不小于95%保證率的極限抗拉強(qiáng)度作為抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；當(dāng)采用粘貼碳纖維片材對構(gòu)造或構(gòu)件進(jìn)展加固時，應(yīng)考慮加固后對構(gòu)造中其它構(gòu)件或構(gòu)件的其它性能可能產(chǎn)生的影響；采用粘貼碳纖維片材進(jìn)展構(gòu)造加固時，宜卸除作用在構(gòu)造上的活荷載。如不能在完全卸載條件下進(jìn)展加固，應(yīng)考慮二次受力的影響；在受彎加固和受剪加固時，被加固混凝土構(gòu)造和構(gòu)件的實際混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于l5。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時，混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于10。4.結(jié)語隨著碳纖維加工技術(shù)的普及，我國各種應(yīng)用占碳纖維率需求比例不斷上升，從這個角度上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)