碳纖維加固在變電站改造中的應用

甄小艾

摘 要：當前，在變電站改造工程中，已經相對廣泛的應用到碳纖維加固技術，而且得到良好的成效。碳纖維加固技術屬于新型并且高效的一種結構加固技術，本文對于碳纖維加固應用到變電站改造中的相關內容進行探究，提供給實踐工作有價值的參考。

關鍵詞：碳纖維加固；變電站改造；應用

變電站改造工程中，在房屋改變了應用功能的情況下，或者設備出現更新換代的現象，均能夠導致提升荷載，所以就有必要展開維修以及加固已建變電站結構。當前新材料和新技術手段的發展不斷加快，應用碳纖維材料實施加固混凝土結構已經屬于重要的舉措，普遍的認為這種方式屬于高技術含量的以及新型的建筑結構加固模式。碳纖維材料的優勢諸多，包括強度較高、施工相對便捷、較輕的自重以及應用范圍廣泛等等，所以采取碳纖維布狀復合材料加固鋼筋混凝土構件，實現承栽力的提升以及增加應用年限是一種有效途徑，在未來的變電站改造中應用前景十分廣闊。

一、碳纖維加固的特征分析

碳纖維加固技術屬于新型并且高效的一種結構加固技術，采取環氧樹脂粘 結劑把碳纖維布按照受拉的方向，或者垂直裂縫的方向進行粘貼于待補墻的結構上，達到增強貼片同原有鋼筋混凝土一起承受壓力的目的，進而將結構抗剪能力以及抗彎能力進行提升，最終實現加固以及補強功效。碳纖維加固的主要機理就是：經應用碳纖維材料，推動其可以具有均勻的鋪設以及纏繞、粘貼至材料內，對象相關工程材料展開力學性質的良好改善，以增強材料抗剪以及抗拉功能。應用碳纖維加固的特征較多，主要涉及到以下的幾方面內容：首先，具有較高的抗拉強度。碳纖維材料具有優秀的物理力學性能，實施加固補修混凝土結構期間，能夠將混凝土結構和構建承載能力進行明顯的增強，進而對受力性能展開良好的改善，發揮出較高的加固補修效果；其次，其具有較輕的自重，幾乎不會增加結構自重和截面尺寸。這種特性也讓其具有更好的柔韌性，使得便利裁剪，具有更加廣泛的應用范圍；接下來，在加固之后，能夠明顯的將結構耐腐蝕性、耐久性進行增強，碳纖維加固混凝土結構是可以良好的抵抗酸、堿和鹽對結構物的腐蝕問題的；最后，碳纖維加固的施工操作相對便捷，無需大型的施工機構和周轉材料，同時施工所占地面積較小，具有較高的經濟性，可以明顯的減少施工時間。

二、碳纖維加固應用于變電站改造中的優勢和注意事項

不同于傳統的加固方法加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強，碳纖維加固具有更加廣闊的適用性，例如在各種類型不同的混凝土結構構件中進行應用，對于各種受力形式展開加固，包括抗彎和抗剪的加固，如柱子在內的受壓構件也能夠經環包的形式將混凝土約束進行有效的增強，獲得到更好的抗壓強度。而且也能夠在包括混凝土構件以及鋼結構等類型各異的結構中進行適用。另外，碳纖維加固能夠獲得到較高的加固效率以及相對較長時間的應用，由于施工的時間較短所以施工效率遠遠高于其他的加固舉措。碳纖維加固具有較高的耐腐蝕性優勢，非常有助于輔助侵蝕性環境中的結構耐久性。而且碳纖維加固不會受到較大的施工干擾問題，應用小型機械設備可以明顯的降低其他因素的影響，并且大大的降低原有房屋使用妨礙率。

在實施碳纖維加固期間，也具有諸多的注意事項需要嚴密的考慮。例如，粘貼碳纖維片材實施結構加固期間，需要應用相應的方案卸除或大部分卸除作用于在結構上活荷載。素混凝土結構構件中并不適用碳纖維加固，而且縱向受力鋼筋配筋率同國家現行混凝土結構設計規范所提出最小配筋率較低。加固混凝土的長期應用溫度環境需要掌控在科學的范圍之內，也就是不能在60℃以上。

三、碳纖維加固在變電站改造中的應用工藝要點

（一）碳纖維加固混凝土結構

如果混凝土構件已經不能具備良好的承載能力，于構件的相關部位實施碳纖維布的粘貼便能實現加固效果。在混凝土梁受彎承載力不能滿足應用要求的情況下，需要于受梁的受拉區進行碳纖維的粘貼，將梁抗彎承載力進行增強，而且板底部位進行碳纖維的粘貼能夠有效的將板抗彎承載力進行增強。

通過進行計算，結果顯示梁抗彎以及抗剪承載力達不到要求標準的，需要于梁底粘貼碳纖維，實現抗彎承載力的提升，應用U型條粘貼碳纖維于梁兩側部位，以及梁的最大剪力位置，大大的增強抗剪承載力；通過計算板的抗彎承載能力不能適應新設備重量的標準下，是于板負彎矩最大部位，將碳纖維進行粘貼，實現板負彎矩承載力的有效增強。

（二）碳纖維施工方法

首先，進行處理混凝土表面部位。先實施剔除混凝土表面中的腐蝕、剝落以及蜂窩等不良的現象，在處理好大面積劣質層之后，采取聚合物水泥砂漿進行嚴密的修復。之后采取混凝土手磨機以及砂紙等等工具，將混凝土表面油污以及浮漿等物質進行清理，再采取打磨機進行平整好混凝土，充分的確保碳纖維同混凝土接觸面良好。

其次，嚴密的涂抹底膠。在容器內部進行放置膠的同時展開均勻的攪拌，嚴格的依照標準要求，對于時間展開合理控制。采取滾筒刷在混凝土表面部位進行涂抹膠，在膠完全的固化之后，實施接下來的施工步驟。在進行施工的全部過程中，必須要嚴格的禁止應用明火，而且注意保持空氣在流通的狀態中。

接下來，采取平整材料找平。產生的混凝土表面凹陷位置，采取找平膠進行填平，而且對于模板接頭形成高度差的位置，也實施找平膠填補，最大限度的確保表面平整度。另外以同樣的方式進行處理轉角部位，充分的修補圓滑，使得碳纖維能夠同混凝土面之間產生良好的粘結效果。

最后，進行粘貼碳纖維。嚴格的遵循標準設計要求，對于碳纖維的尺寸進行裁剪。對粘貼膠進行攪拌，之后在需粘貼位置進行均勻的涂抹，以及在混凝土的拐角部位進行適當的涂膜粘貼膠，充分的確保碳纖維緊緊的粘連混凝土。在進行碳纖維的粘貼期間，采取輥子沿著纖維的方向進行反復多次的滾壓，將氣泡有效的去除掉，同時讓粘合膠浸潤碳纖維。在碳纖維表面干燥以后，實施下一層的粘貼。

另外，加固之后，于碳纖維表面處進行涂抹保護層（20mm）充分的實施保護，例如抹灰或噴防火涂料，能夠增加運行的年限。

結語：

當前，在變電站改造中應用碳纖維加固的舉措已經相對普遍，其諸多的優勢特征，讓其具有更加廣闊的適用性以及綜合經濟性能。所以，碳纖維加固修補混凝土結構應用前景非常廣闊，對于變電站加固而言會具有更加重要的應用意義。

參考文獻：

[1]王偉，徐廣舒，葉俊.我國碳纖維加固技術的研究現狀[J].江西建材，2015（01）：1-2.

[2]徐明，姜巖寧，陳忠范.碳纖維加固鋼筋混凝土板耐火性能試驗研究[J].防災減災工程學報，2013（03）：323-328.

[3]常正非，楊志勇，李書進.碳纖維加固受損混凝土框架節點的試驗研究[J].華中科技大學學報（自然科學版），2016（12）：64-69+75.

[4]韓燕，陳永強，方芳.碳纖維加固混凝土梁數值模擬與性能研究[J].公路工程，2016（06）：103-106+120.

[5]張紅光，王洪亮，劉源，龐占東.變電站改造期間臨時供電模式的風險分析[J].通訊世界，2017（09）：233-234.

[6]陳爽，陳宜虎，梁進修，徐寧.碳纖維加固銹蝕鋼筋混凝土梁的疲勞抗彎性能[J].河南科技大學學報（自然科學版），2014（01）：58-62+66+6.

[7]劉曉麗.35kV變電站改造設計的內容及方法分析[J].企業技術開發，2014（05）：85+87.

[8]王坤.論變電站改造期間臨時供電模式的風險及預控措施[J].電子制作，2017（20）：92-93.