建筑結構加固改造工程中碳纖維的應用

劉浩

摘要：加固和重建建筑結構的技術工作越來越多。碳纖維加固是一種利用建筑加固的相對成熟的新技術。碳纖維織物具有強度高，效率高，重量輕，耐腐蝕，耐老化，施工實用，用途廣泛的優點。基于加固理論和技術實例，本文介紹了碳纖維板的性能及其在現有建筑物的翻新和加固過程中的應用和分析。

關鍵詞：碳纖維; 加固; 改造工程;

建筑業在國民經濟的發展中起著重要作用，除了新建工程外，現有的建筑物維護和翻新工程也在不斷增加，難以加強，改造。碳纖維增強技術與常規技術相比，碳纖維可用于在常溫下將環氧樹脂與建筑結構緊密粘合。加固效果理想，可廣泛用于建筑加固和翻新項目。碳纖維在建筑結構加固中的應用越來越廣泛。

1 在建筑物結構的加固和改造中使用碳纖維的好處

與以前的加固方法相比，碳纖維加固效果更好：碳纖維材料尤其用于老建筑中，以加固老房子中的預應力空心板。碳纖維增強不需要使用大型機械和設備，并且具有高增益效率和低噪聲。碳纖維增強的技術優勢可主要分析如下：（1）具有廣泛的應用范圍：碳纖維可以代替剪切和彎曲的鋼筋，也可以用于預防在聯排別墅或工業建筑中發生地震和裂縫，還可以加強防腐結構。碳纖維具有防水結構作用。環氧樹脂粘合劑用于用碳纖維增強的混凝土表面。環氧粘合劑本身具有良好的密封性能。因此，碳纖維增強方法也具有很強的密封能力。（2）碳纖維增強是可行的，碳纖維材料也是可行的。質地輕薄，不需要復雜的施工機械，施工人員可以手工完成，采用碳纖維加固方法也可以有效縮短工程周期。（3）碳纖維加固方法容易隨意切割，根據建筑結構的實際加固要求，碳纖維切割后，增強的碳纖維材料不影響外觀建筑結構。（4）碳纖維增強法具有很高的耐腐蝕性。由于碳纖維材料性能穩定，因此不受所用室外環境的影響，可以有效地擴展建筑物的結構。

2 碳纖維增強材料在各種混凝土受力構件中的使用

碳纖維本身具有許多優勢，例如強度高，耐腐蝕，輕便，厚度大和易于使用。通過選擇適當和有效的連接材料，可以更大程度地確保碳纖維和混凝土的結合。

通過施加力，碳纖維增強材料可以在建筑結構加固時滿足各種承重混凝土構件的加固和加固要求。（1）普通截面碳纖維的鋼筋混凝土折彎件通過對普通截面碳纖維的鋼筋混凝土折彎件進行試驗，我們可以確定使用該纖維材料獲得的構件的混凝土部分在強度，穩定性和負載能力方面用于增強的碳。通過一些改進，增強構件整體上的強度也得到了顯著提高，并且由于構件的破裂而引起的裂縫的寬度也得到了顯著減小。當增強部件達到承載能力的極限時，由該部件產生的裂紋的數量和寬度將大大減少，并且裂紋的分布更加規則。（2）碳纖維增強混凝土壓力元件碳纖維在方形混凝土柱上的規則纏繞可以顯著提高方形混凝土柱的承載能力和穩定性。通過使用碳纖維增強方法來增強混凝土柱的承載力也可以提高。用碳纖維加固后，受壓混凝土在荷載作用下被壓縮。然而，由于碳纖維的強固位作用，它確保了增強元件的被動固位并產生了相應的橫向固位力。當形成有限的混凝土時，混凝土壓縮元件的承載能力大大提高。（3）斜截面碳纖維增強的混凝土剪力元件在建筑結構的加固和改造中使用碳纖維也可以有效地提高混凝土元件的抗剪強度。通過選擇適當的加固方法，加固量和錨固方法，可以有效地提高混凝土構件的抗剪性能。過去，使用碳纖維進行增強和轉化通常使用包裝和粘合方法來充分利用碳纖維并獲得更好的增強強度。然而，纏繞和粘合過程具有某些缺點，即，強化過程很復雜，這就是為什么使用U形碳纖維糊代替碳纖維糊的原因。

3增強碳纖維的步驟和程序

碳纖維增強材料的分析主要包括以下步驟：在生產碳纖維增強材料之前，必須在基礎上對建筑結構的表面進行處理。然后，必須根據實際要求施加粘合劑，并且必須在增強部件的表面涂上底漆以確保表面的柔軟度符合要求，然后再涂一層膠水。使用粘合劑將纖維布和保護層放置在表面上。為了確保碳纖維材料加固的質量，施工人員必須在加固之前進行徹底清潔，并清除所有附著在結構表面的雜質，僅留下結構的實心部分。在結構的混凝土中，如果及時糾正缺陷。確保結構表面平坦。如果鋼筋建筑構件的表面有裂縫，建議施工人員指出裂縫的實際大小并封閉現場。將混凝土結構的表面弄平后，除去表面上的浮灰，同時拋光邊角膏，以確保混凝土結構的角是圓的。必須根據實際的建筑條件并結合環境溫度和濕度進行粘合劑的涂覆，以確保粘合劑的充分儲存，并且粘合劑不得暴露在直射的陽光下在存儲期間。在施工過程中，粘合劑的施加不得對其他結構產生任何影響。優選使用一次用于增強碳纖維的粘合劑和第二次使用的粘合劑。

碳纖維加固完成后，施工人員必須及時核實加固效果。如果在檢查過程中發現小的空心鼓或變形的邊緣，建議及時進行維修;如果空心鼓的表面較大，建議在切割后進行修復，以確保碳纖維≥的有效粘合表面為95%。施工完成后，將在現場進行拉伸測試以確定實際的粘結效果。建議在樣品準備7天后檢查起飛測試的開始時間。結構膠粘劑可能無法過早完全固化，這可能會導致測試失敗，并且滿足要求也為時過晚。碳纖維織物材料除了可以增強建筑物的混凝土構件外，還可以增強鋼結構和木結構，從而提高舊建筑物的承載力和抗震能力，建筑物的使用壽命，并利用碳纖維織物來確保項目的加固和改造。

4 應用和社會經濟效益

碳纖維結構增強技術是一種新型的增強技術，其廣泛應用并帶來巨大的經濟優勢：碳纖維織物主要承擔鋼筋上的應力，說碳纖維織物的主要任務是改善結構組件。抗張強度，因此該技術被廣泛用于混凝土結構的加固。混凝土構件普通型材的承載能力的改善小于碳纖維織物，但是在不增加構件重量和不使用自由空間的情況下進行了增強。然而，當重建現有建筑物時，與不開孔的情況相比，樓板的剛度和強度被削弱到不同的程度，特別是剛度被進一步削弱。應力的集中和偏差集中在開口的側面和短角上。因此，在選擇加固方法時，應根據土的跨度和開口的大小進行具體分析，以確定最佳的加固措施。

5 結語

碳纖維材料重量輕，在施工過程中不需要笨重的設備，并且很薄且占用的空間很小，特別是在空間有限的情況下，對于可能具有這種優勢的技術補強產品而言。鋼筋混凝土結構。連接高彈性模量的高強度碳纖維的方法可以獲得與鋼板相同的增強效果，但結構重量并未增加，并且其外觀也輕巧美觀。得益于這項技術，這種增強結構具有出色的抵抗力：由于僅使用碳纖維和載體樹脂進行增強，因此不會生銹，并且對酸，堿，鹽和大氣腐蝕。可以有效縮短施工時間。CFRP材料的價格高于其他常用材料，但已證實其優異的性能。碳纖維用于加強房屋建設。通過對CFRP材料的研究，開發和不斷了解，碳纖維將在未來的技術增強中具有廣泛的應用范圍，并將帶來巨大的經濟效益。

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