建筑工程中新型碳纤维加固的发展应用

彭向红,王友明（.安徽省天鹏工程有限公司；.安徽省光信建设工程有限公司,合肥3000）

建筑工程中新型碳纤维加固的发展应用

彭向红1,王友明2
（1.安徽省天鹏工程有限公司；2.安徽省光信建设工程有限公司,合肥230001）

摘要：科技的发展带动建材的长足进步。很多新型建材不仅节能环保，更是简化了工艺流程减轻了施工难度。

关键词：碳纤维材料;建筑加固;起源与发展

1　碳纤维材料的起源与发展

碳纤维是一种坚硬、黑色的纤维状复合材料。比钢大的强度大，比铝小的密度小、比不锈钢更强的耐腐蚀性，抗高温性优于耐热钢，有铜的导电性的新型材料。在材料学上被誉为“聚丙烯晴基碳纤维”，其多项物理力学性能可以与金属媲美。碳纤维起源于十八世纪六十年代，一英国人学者通过将细长的绳状纸片碳化制取碳丝，来制作电灯的灯丝。经过几十次实验后，他把棉纱浸入硫酸，焦干处理，然后碳化，接着将消化纤维素从膜孔中挤出成丝，然后再碳化，终于制成碳纤维，在形态上比人的头发丝还要细百倍，密度不到钢的25%，但刚度却是钢的几倍，抗拉强度则优于钢。碳纤维材料具有强度高、弹性模量高、比重轻及耐腐性好，施工性能与耐久性良好，还具备纤维的柔软可加工性等等优点，应用在被加固的结构表面不是非常平整也几乎百分之百的有效粘贴率，而验收标准也只需要其达到70%就为合格了。采用该工法，可大大提高建筑物的使用寿命，降低加固成本。

2　在建筑工程中与传统加固方法的比较

在现有建筑中，有不少建筑和构筑物，受设计等一些外在因素影响，有的因为使用功能的变换，或其他原因，包括业主使用的需求，而对已有建筑进行维修、加固时，一直延用传统加固方法，传统方法有：加大截面法、外包钢筋加固法、粘钢加固法、加大混凝土截面等等，以此来达到混凝土加固效果，但这几种方法所加固、修复的对象十分有限：要么现场湿作业时间较长，对生产和生活有一定影响，加固后净空会减小；要么加固后对原结构外观有影响，无法满足小跨度或轻型结构的加固；要么因操作环境的温度而改变了原构件截面尺寸。

碳纤维加固法与传统加固方法相比，在修复混凝土结构上使用，更具有高强高效、便捷、耐腐蚀、不增加结构尺寸等明显的优点。除此之外其材料价格、施工操作及维修成本等各方面来看，碳纤维材料加固混凝土具有优良的性价比、科技含量高、技术先进，该技术具有良好的技术经济效益、社会效益和环境效益，在综合工程经济性能等方面具有很强的竞争力。

3　在施工流程、施工方法上的应用

现在的碳纤维材料，强度高、弹性模量好、比重轻、耐腐蚀性好，其抗拉强度和弹性模量都远远超越普通钢筋。主要为两种；碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，而高弹性碳纤维的弹性模量更是在钢材的两倍以上。是非常实用、性价比极高的加固修复专用材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂。底层树脂、找平树脂是提高粘结质量的，粘结树脂是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合型整体，从而提高结构构件的抗弯和抗剪力，达到加固、补强的目的。

当浇筑的混凝土表面出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等现象时，应先予以凿除这些问题部位，面积较大的，在凿除后先用环氧砂浆进行修复，除去混凝土表面的浮浆、油污等，等基面的混凝土打磨平整后，将表面清理干净，并保持干燥。再配置底层树脂，将底胶均匀涂刷于混凝土表面，待胶固化后再进行下一道涂刷找平工序，修补拼缝及表面缺损，表面凹凸不平较严重时，可将无灰尘的干砂子混入修平树脂中，使混凝土表面基本平整，然后用找平树脂抹平表面。在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些，严禁出现漏刷现象，特别注意要粘贴碳纤维的边缘部位。

粘贴碳纤维布之前，按加固部位放线定位。确定所粘贴部位无误后铺贴单层碳纤维布，然后用滚子重复滚压，挤出气泡，并使浸润裕旨浸透纤维布。再在表面均匀涂刷一遍浸润树脂，并滚压压实。重复上述步骤工艺，层数不宜超过五层，否则将导致混凝土结构的脆性破坏。最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹浸渍树脂。保证足够的固化条件和时间即可负载使用。

4　结束语

随着碳纤维材料的普及，以及相关技术的提高，碳纤维在工程的应用将越来越广泛。但必须根据施工现场的实际情况以及与传统加固技术的结合，有效利用碳纤维加固技术。

参考文献：

[1]章途山.碳纤维技术在加固工程中的应用[M].价值工程，2010(28).

[2]巫涛.对建筑加固工程中的碳纤维施工技术探讨[M].科技致富向导，2013(25).

[3]倪易然.碳纤维加固混凝土结构技术的探讨[M].山西建筑，2009(20).