碳纖維加固技術是利(li)用碳纖維布或(huo)碳纖維板粘貼在混凝土結構表麵，從而實現(xian)混凝土結構加固補(bu)強的新技術。由於建築工程使用年限較長(chang)，部分(fen)工程存在設計荷載標準偏(pian)低的留(liu)問(wen)題，部分(fen)工程使用環境(jing)也較為複雜。建築結構大多(duo)長(chang)期暴(bao)露在外界環境(jing)中，受到溫度、雨水、大氣等環境(jing)因(yin)素(su)的侵蝕。在長(chang)期使用過(guo)程中，混凝土梁、柱的承載力會下降，安全性能也會有不同程度的下降。
碳纖維材料具有重量輕、強度高、耐腐蝕、抗疲勞性能優異(yi)的特(te)點，在建築工程的加固補(bu)強中具有很(hen)大的優勢。常用的加固材料有碳纖維布、碳纖維板等。碳纖維布加固是利(li)用碳纖維布來約束混凝土梁、柱，從而實現(xian)承重加固的技術。碳纖維板主要由碳纖維材料和(he)樹脂(zhi)浸(jin)漬，在固定模具中連續(xu)拉擠(ji)而成。具有高強度、高彈性模量的特(te)點，在建築中施工方便快捷。碳纖維承受主要應力，強度高。樹脂(zhi)的作用是抵抗外界腐蝕，其整體(ti)性能是通過(guo)纖維與(yu)樹脂(zhi)的直(zhi)接粘結作用來應用的。碳纖維片(pian)材的加固方法主要是將片(pian)材粘貼在構件的受力部位，提高該區(qu)域的承載能力，從而提高構件的抗彎抗剪能力。
碳纖維加固的加固原(yuan)理
建築工程碳纖維材料的加固維修(xiu)主要是抗彎加固，即(ji)碳纖維材料和(he)鋼筋混凝土承擔荷載，從而提高建築物(wu)的承載能力。其次，建築工程的抗剪加固是用碳纖維材料約束混凝土，以(yi)減少混凝土在剪力作用下的裂縫，提高抗剪強度。此外，還有建築物(wu)的抗壓加固，即(ji)利(li)用碳纖維材料本(ben)身的特(te)性來約束建築混凝土的徑向變形(xing)，從而提高混凝土的抗壓強度。將碳纖維材料與(yu)建築材料相結合，可以(yi)有效提高建築材料的抗彎、抗剪和(he)承載能力。碳纖維和(he)建築材料可以(yi)形(xing)成一個(ge)整體(ti)的受力結構，碳纖維的存在有效的分(fen)散(san)了荷載。具體(ti)的加固原(yuan)理包括以(yi)下幾個(ge)方麵:
(1)提高建築材料的延展性。碳纖維材料在使用過(guo)程中經常會粘在部件上。此時碳纖維對(dui)部件形(xing)成約束。當受到外力時，碳纖維和(he)混凝土材料可以(yi)協同抵抗外力，提高了建築材料的抗壓能力，有效延緩了構件失效的時間，提高了整個(ge)建築的抗震(zhen)能力。
(2)加固受彎構件。碳纖維材料在建築受彎構件中的應用可以(yi)提高構件的抗彎能力，可以(yi)補(bu)充或(huo)替代傳統(tong)的鋼鐵材料。當構件受到外力時，如果應力很(hen)小(xiao)，不引起開裂，構件和(he)碳纖維的應變很(hen)小(xiao)；如果力大，導致(zhi)構件開裂，碳纖維就會發揮(hui)作用，碳纖維應變大，控製構件開裂趨(qu)勢；如果外力繼續(xu)變大，達到鋼筋的屈服點，此時鋼筋就會失去作用，而碳纖維的應變大由於外力很(hen)大，表現(xian)出超(chao)高強度的特(te)點，使得材料的整體(ti)抗彎能力大大提高。
(3)加固受剪構件。在承受頻(pin)繁剪切力的構件中，碳纖維可以(yi)起到箍(gu)筋的作用，使材料在承受較大的外部剪切力時，能夠對(dui)構件提供(gong)有效的約束，短時間內不會被(bei)破壞。
碳纖維加固有四個(ge)主要特(te)點:
一，碳纖維加固技術的抗拉強度更高。外包鋼筋法是加固混凝土的傳統(tong)方法，其技術邏輯(ji)是利(li)用鋼材的強度來增強混凝土的抗拉強度。碳纖維布是複合材料製成的增強材料，抗拉強度可達7.0 GPa，是普通鋼材的12倍。
二，碳纖維加固技術更耐腐蝕。在潮濕和(he)酸性環境(jing)中，鋼材等鋼筋材料容易被(bei)腐蝕，其應用範圍受到很(hen)大限製。碳纖維加固技術不使用金屬材料，因(yin)此具有很(hen)強的耐腐蝕性，可以(yi)在充滿化學氣體(ti)的環境(jing)中長(chang)期使用。
第三，該技術可以(yi)實現(xian)無縫加固。鋼材和(he)金屬增強材料的彎曲程度較差(cha)，邊角和(he)突出處容易出現(xian)裂紋。碳纖維布是一種(zhong)柔性材料，因(yin)此它可以(yi)處理複雜的建築結構，從而使建築物(wu)的受力更加均勻(yun)。
第四，施工過(guo)程更方便。碳纖維材料占(zhan)地麵積小(xiao)，重量輕，其搬(ban)運(yun)過(guo)程不需要消耗(hao)太多(duo)人力。同時，碳纖維材料不需要提前成型(xing)，操作設備少，施工人員三人一組(zu)即(ji)可。
碳纖維加固建築常見(jian)問(wen)題
碳纖維加固技術在建築工程中的常見(jian)問(wen)題主要包括四個(ge)方麵:
首先，碳纖維增強材料質量標準不合格。這(zhe)個(ge)問(wen)題主要來自(zi)采購環節。碳纖維加固技術是一種(zhong)補(bu)充性的修(xiu)複措施，一些施工單位對(dui)這(zhe)一措施重視不夠，所以(yi)使用價格較低的材料或(huo)前期施工留(liu)的材料。
其次，混凝土表麵打(da)磨不規範。打(da)磨混凝土表麵是本(ben)工程的關鍵環節。表麵不平整會使碳纖維與(yu)混凝土表麵產生裂縫，不僅(jin)會降低整體(ti)抗拉強度，而且在長(chang)期使用過(guo)程中還會使碳纖維布產生裂縫。在結構複雜或(huo)作業空間狹(xia)小(xiao)的環境(jing)中，施工人員更容易出現(xian)打(da)磨不均勻(yun)等問(wen)題。
第三，膠體(ti)配(pei)比和(he)混合不合格。混凝土裂縫需要用膠體(ti)填充，其表麵也需要塗(tu)膠粘劑(ji)，需要混合攪拌(ban)均勻(yun)。而一些設備不全的工地，在這(zhe)個(ge)環節就容易出問(wen)題。
Z後碳纖維布損(sun)壞。碳纖維布的部分(fen)張力來自(zi)於它的整體(ti)張力，所以(yi)碳纖維布的邊緣得到了加強。如果在施工或(huo)搬(ban)運(yun)過(guo)程中發生橫向損(sun)傷，其拉力將被(bei)破壞。
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