淺析碳纖維在混凝土結構加固中的應用

1 碳纖維材料在混凝土結構加固中的技術特點

高強高效。由于碳纖維材料優(yōu)異的物理力學性能，在加固修補混凝土結構中可以提高混凝土結構及構件的承載力和延性，改善其受力性能，達到高效加固修補的目的。

施工便捷，工效高，無濕作業(yè)，不需大型施工機具，施工占用場地少。根據有關統(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。試驗表明，碳纖維材料加固混凝土結構有良好的耐腐蝕性和耐久性，可以抗御建筑物經常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕。

適用面廣。粘貼碳纖維材料加固修補混凝土結構可廣泛適用于各種結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道等)、各種結構形狀(如矩形、圓形、曲面結構等)、各種結構部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等)的加固修補，且不改變結構形狀，這是目前任何一種結構加固方法所不可比擬的。尤其重要的是，對于一些大型橋梁橋墩、橋梁、橋板以及隧道、大型筒體及殼體結構工程等，采用舊的加固手段幾乎無法實施，而采用該項加固技術都能順利解決。

施工質量易保證。由于碳纖維材料是柔性的，即使被加固的結構表面不是非常平整也基本可以達到100%的有效粘貼率，而粘貼鋼板則很難達到100％的有效粘貼面，相應的驗收標準也只要求其達到70% 就可以了。

碳纖維材料質量輕且薄，粘貼后每平方米重量不到1.0kg，粘貼一層的厚度僅1.0mm左右，加固修補后基本不增加原結構自重及原構件尺寸。

2 碳纖維加固技術的設計原則

碳纖維加固修補砼結構作為一項新技術，既有其不可比擬的優(yōu)點，但也有其一定的適用范圍和適用條件，超出此范圍而盲目地采用此技術就會導致不安全、不經濟、不合理的后果。首先，被加固結構構件的最小截面尺寸必須滿足有關規(guī)范的要求；其次，被加固構件的受壓區(qū)高度、配筋率、面積配箍率、體積配箍率等仍要滿足現(xiàn)有規(guī)范的要求；第三，要求加固后不改變原有結構的最終破壞形式；碳纖維布的應用存在使用效率問題，同樣的碳纖維布用量，分條加固效果好于整條粘貼，構件受彎承載力隨碳纖維布用量的增加而提高，當碳纖維布使用層數(shù)較少時，提高幅度相對較大，隨著碳纖維布層數(shù)的增加，提高幅度相應減少；當碳纖維布用量過多時，構件破壞將由碳纖維布被拉斷引起的破壞轉變?yōu)轫疟粔核槠茐模瑯嫾有杂兴档汀?/p>

3 粘貼碳纖維加固施工工藝

3.1 工藝流程

被加固結構物表面處理→斷面修復→底層表面的涂布→不平面修整→碳纖維貼片施工→固化→表面涂裝→施工質量檢查

3.2 施工工序概述

混凝土表面如出現(xiàn)表面脫落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象部位應予剔除，對較大面積的劣質層，在剔除后用水泥砂漿進行修復。將混凝土的表面用混凝土角磨機處理整平，除去表面松散物、塵埃、油脂等雜物，凸出部位要磨平，轉角部位要倒成≥20mm的圓角。用吹風機或吸塵器將混凝土表面清理干凈并保持干燥。用脫脂棉沾丙酮擦拭混凝土表面，若有漏水現(xiàn)象要作止水、導水等處理，被加固結構表面處理的好壞直接影響加固質量。