四川碳纤维加固技术

碳纤维加固技术技术自1997 年引入我国，立即受到了工程界的关注，成为了研究和应用的热点。我司是一家专业从事建筑工程加固企业，我们主要为广大客户提供房屋鉴定、加固设计、加固施工、检测。包括桥梁加固、房屋加固，各种建筑加固等一站式服务，并提供各种加固材料，欢迎大家前来咨询更多业务详情。本文我们主要谈谈常见的碳纤维加固技术，建筑加固重要性，各位有兴趣的朋友们一起来学习了解一下吧。
外部粘贴碳纤维片材加固混凝土结构的技术有很多优点:可有效地提高已有构件的强度和刚度,而构件的尺寸及自重几乎不增加，且耐腐蚀性好，施工过程简便，施工质量容易保
证等。近年来，碳纤维片材已广泛地应用于桥梁、建筑物、隧道、涵洞及其它各种混凝土结构的加固补修工程之中。
1 材料特性
碳纤维片材加固钢筋混凝土结构所涉及的材料主要有两种:一是碳纤维片材；二是配套树脂粘贴材料。
1.1 碳纤维片材(CFRP)
CFRP乃英文Carbon Fiber Reinforcement Polymcr的缩写,即碳纤维增强塑料。碳纤维是把聚丙烯、人造纤维、石油或煤沥青、苯酚
树脂等原料,在不活泼气体中经2000℃～3000℃的高温烧成纺线一样的东西,使其碳素化而制造出来的具有质轻、高强、耐腐蚀等高性能
的无机纤维。碳纤维是直径约7～10μm 的碳原子丝,工业上用的碳纤维丝是将6000～24000 根这样的碳原子丝以绞线或麻绳的方式排列而
成,其粗细仅相当于人的1 根头发丝。碳纤维布就是连续碳纤维单向或多向排列，未经树脂浸渍固化，在施工过程中再给予浸润的布状碳
纤维制品。而碳纤维板是经树脂浸渍固化的板状碳纤维制品，施工中再用树脂将其粘贴于结构表面,类似于粘贴钢板。板材的使用量依然
较小，但由于该种形式的CFRP 利用效率高。碳纤维材料物理力学性能优越，具有高强、高弹模、重量轻、耐腐蚀及易于施工等特点。碳
纤维承受变形能力较强，韧性好，普通中等弹模碳纤维的极限应变达0.015～0.020。碳纤维的抗拉强度是普通钢筋的10倍以上,弹性模量
略高于钢筋。另外,碳纤维没有类似钢筋的屈服点,在达到抗拉强度之前基本上为线弹性状态。
1.2 树脂类粘结材料
采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时，应采用配套树脂类底层树脂、找平材料、浸渍树脂或粘贴树脂进行加固修复。底层树
脂的作用是增强加固表面混凝土与找平材料或粘贴树脂界面粘结强度。找平材料的作用是使加固表面平整度符合规定要求，并与底层树脂
及浸渍树脂具有可靠的粘结强度。浸渍树脂是粘贴碳纤维布的主要粘结材料，粘贴树脂是粘贴碳纤维板的主要粘结材料，其作用是使碳纤
维片材与混凝土得到充分的粘结，使其共同承受结构的作用。粘贴树脂的力学性能指标，主要包括正拉粘结强度、拉伸强度、拉伸剪切强
度、弯曲强度。
2 加固类型
碳纤维加固法是在混凝土构件表面用特制建筑结构胶粘贴碳纤维片材，以提高结构承载力的加固法。该法具有适用面广，不影响结构
外形，耐久性和耐腐蚀性好，施工简单快速等优点。碳纤维片材的主要作用为抵抗拉力，一般用于抗弯构件的板与梁的受拉力部位、梁与
柱、桥墩的抗剪力部位，柱或桥墩的围束加固以及钢筋锚固、握裹长度不足的部位等。碳纤维为极细纤维，因强度高，故由环氧树脂将其
结合成一体后在纤维方向上具有高抗拉强度。在构造物的加固设计上，一般原则上避免两种性质差异过人的材料结合在一起，而碳纤维的
强度虽然很高，但是其弹性系数却与钢筋相差不多，碳纤维用于钢筋混凝土的加固上不会有不匹配的问题，因此可以用于弥补钢筋混凝土内钢筋的抗拉不足部分。碳纤维加固结构属二次组合结构，而就如钢筋与混凝土间的握裹力一般，碳纤维需借助胶粘剂与混凝土结合，两
者之间的结合必须大于混凝土本身的抗剪强度，这种胶粘剂涂抹于平整的混凝土表面，一般称之为底层树脂，易于渗入混凝土内与混凝土
结合成类似树脂混凝土，可以加强混凝土的强度，并与碳纤维密切结合，有效传递剪力，而使碳纤维与混凝土结合成一体，达到补
果。
用碳纤维片材进行抗弯加固,一般是把碳纤维片材粘贴在混凝土结构的受拉区,使之与混凝土构件共同承受荷载，以提高构件受弯承载
力。为了达到不同的加固强度，可以根据具体情况设计所需碳纤维片材的层数。相关试验研究表明，使用碳纤维片材加固混凝土梁，可以
大幅提高混凝土梁的抗弯承载力及刚度，抗弯刚度提高约17%～99% ，抗弯承载力提高约19%～99%。加固后的梁与未加固的梁相比，
在钢筋屈服以前，碳纤维片材所起的作用不大，当钢筋屈服以后，加固后的梁挠度增长速度要缓，并且在同一荷载水平下，挠度值要比未
加固梁小。对于裂缝的开展，加固后的梁较未加固的梁出现晚，分布均匀，而且裂缝间距和宽度要小。
利用碳纤维片材对钢筋混凝土构件进行抗剪加固的原理，是利用碳纤维片材的抗拉能力来约束混凝土受剪斜裂缝的出现与开展。加固
梁采取的粘贴方式主要有封闭粘贴、U形粘贴、侧面粘贴，加固柱粘贴方式一般为封闭粘贴。碳纤维片材对混凝土构件进行抗剪加固,主要
的破坏形为由于应力集中导致碳纤维片材与混凝土之间发生剥离破坏,影响了碳纤维片材受剪加固作用的发挥。
3 碳纤维片材加固混凝土结构技术的应用前景及展望
碳纤维片材加固混凝土结构在我国起步虽然较晚，但起点高，发展迅猛。目前，我国已建混凝土建筑物中存在很多由于设计、施工的
缺陷和长期使用过程中的损伤老化或灾害造成的混凝土结构开裂、抗震能力下降、承载力不足等问题，所以目前国内加固维修市场庞大，
碳纤维片材加固混凝土结构技术的应用前景相当广阔，已成为土木工程界又一新的经济增长点。