碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的技术应用

胡海力

【摘要】将高强度、轻自重、施工方便、快捷等优势特点集一身的碳纤维布应用到钢筋混凝土结构加固中的技术，是最近几年才流行起来的一种混凝土结构加固方法。这种技术的诞生对于因年久失修或者本身就存在质量问题需要完善的建筑物是一个巨大的“福音”。运用碳纤维布加固钢筋混凝土构件提高承载力及延长寿命是现在常用且流行的方式之一，此方法在建筑行业中有着广泛的发展前景。本文我将会从碳纤维布加固的技术理论、碳纤维布加固的优点、碳纤维布材料在结构加固方面的运用三个方面对碳纤维布在钢筋混凝土结构加固中的技术应用这一问题展开讨论。

【关键词】碳纤维布；钢筋混凝土；结构加固；技术理论

一、碳纤维布加固的技术理论在加固修补混凝土结构中我们选择用碳纤维布材料来提高混凝土结构及构件的承载力和延展性，完全是被碳纤维布材料优质的物理力学性能所吸引。这种材料的强度和弹性模量高，重量较小并且其有很好的耐腐蚀性，最重要的是它的抗拉强度和弹性模量都比普通的钢筋要强，尤其是其抗压的强度通常比普通的钢筋要高出十倍左右。其实我们的外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是将纤维增强复合材料粘贴在混凝土结构外部，依靠两者的共同受力，達到加固的目的。碳纤维布本身优质的物理性能再加上两者的共同受力，其加固效果完全是值得信赖的。现在加固修复混凝土结构经常使用的碳纤维布材料主要有碳纤维布材料和配套树脂两种。碳纤维布的实际情况我们已经有了较为详尽的了解，如：抗拉强度比普通的建筑钢材要高出十倍左右，弹性模量也比普通的钢材要强，而高弹性的碳纤维布其弹性模量比普通的钢材能高出两倍多，其施工性能和耐久性良好。总之，碳纤维布可以说是一种很好的加固修复材料。配套树脂一般情况下可以分为三种，为碳纤维布的粘结质量提供帮助的底层树脂、找平树脂，另外还有一种是粘结树脂，粘结树脂可以很好的提高结构构件的抗弯、抗剪承载力，对结构构件的加固和补强是一个促进，还可以将碳纤维布与混凝土组织成一个作用强大的复合型整体，让两者共同工作。

二、碳纤维布加固的优点根据碳纤维布现在的使用频率和适用范围的情况，我们可以很肯定地说碳纤维布加固技术是一种高强高效的技术。碳纤维布加固技术具备施工便捷、工作效率高、不需要大型施工机具的配合、施工占用场地少等特点，有相关的统计资料显示，粘贴碳纤维布材料施工功效比一样是粘贴加固方法之一的粘贴钢板施工功效高出四到八倍；碳纤维布加固技术其耐腐蚀性和耐久性比较强，碳纤维布材料加固混凝土结构完工之后，对于建筑物经常遇到的酸、碱、盐腐蚀都可以做到成功的抵御；粘贴碳纤维布材料加固修补混凝土结构的技术还有很广的适用面，无论是哪种结构类型、结构形状还是哪种结构部位想要加固修补，都可以选择这个技术。换句话说，建筑物、桥梁、隧道、矩形结构、圆形结构、梁、柱、板、墩等，只要是想要加固修补的位置，使用粘贴碳纤维布材料加固修补混凝土结构的技术都可以做到，而且你不用担心使用此技术之后结构的形状发生什么变化，这也是碳纤维布加固技术和别的加固修补方法相比最大的优势之处。很多的建筑商或者施工单位在使用碳纤维布加固技术之前会有这样的考虑。如不能停止生产的生产车间能不能使用这种技术，运用别的加固手段没有效果的型桥梁桥墩、隧道、壳体结构工程中这种技术能不能有实际的效果？其实，建筑商或者使用单位的这些顾虑完全都是多余的，使用碳纤维布加固技术这些问题都能得到很好的控制，施工质量不用担心。因为粘贴钢板通常很难实现百分之百的有效粘贴面，相应的验收标准仅仅可以达到百分之七十，再加上碳纤维布材料是柔性的，所以有很多人担心碳纤维布加工技术的有效粘贴率和相应的验收标准太低或者不达标。

三、碳纤维布材料在结构加固方面的运用

1.碳纤维布加固混凝土结构的设计规范在使用碳纤维布加固混凝土结构的技术时，对于承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算都要按照国家现行有关标准，采用以概率理论为基础的极限状态设计法；钢筋和混凝土材料必须根据检测得到的实际强度，参照国家现行有关标准去对其相应的材料强度设计指标进行确定；碳纤维布材料应根据构件达到极限状态时的应变，按线弹性应力应变关系确定其相应的应力；碳纤维布抗拉强度的标准值应该取生产厂提供的大于等于百分之九十五保证率的极限抗拉强度值为参考。

2.碳纤维布片材加固混凝土结构构件的方式粘贴碳纤维布片材加固混凝土结构时，要使用配套粘结材料对碳纤维布材料有一个很好的粘贴，通常使碳纤维布承受的是拉力，这样碳纤维布材料会和混凝土的变形协调，两者共同受力，粘帖效果更好。其实碳纤维布材料的具体使用范围和使用位置不同，具体的操作要求也有差异。如运用碳纤维布材料对梁、板构件的受拉区进行受弯加固时，一定要注意使纤维方向和加固处的受力方向保持同一个方向。除此之外，若粘贴形状不同，具体的要求也会不同，如对梁、柱构件进行封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴的受剪加固，纤维方向和构件轴向保持垂直效果更好等等，在实际的操作过程中我们要根据实际的操作情况，做出具体的调整和判断。

四、结语科技的完善带来的是各行各业的蓬勃发展，碳纤维布加固技术在钢筋混凝土结构加固中的应用，很好的印证了这一点。但是对于碳纤维布加固技术的进一步完善和发展，需要相关部门的每一个人继续努力，创造出更多造福大众的好技术。