碳纤维加固在变电站改造中的应用

甄小艾

摘 要：当前，在变电站改造工程中，已经相对广泛的应用到碳纤维加固技术，而且得到良好的成效。碳纤维加固技术属于新型并且高效的一种结构加固技术，本文对于碳纤维加固应用到变电站改造中的相关内容进行探究，提供给实践工作有价值的参考。

关键词：碳纤维加固；变电站改造；应用

变电站改造工程中，在房屋改变了应用功能的情况下，或者设备出现更新换代的现象，均能够导致提升荷载，所以就有必要展开维修以及加固已建变电站结构。当前新材料和新技术手段的发展不断加快，应用碳纤维材料实施加固混凝土结构已经属于重要的举措，普遍的认为这种方式属于高技术含量的以及新型的建筑结构加固模式。碳纤维材料的优势诸多，包括强度较高、施工相对便捷、较轻的自重以及应用范围广泛等等，所以采取碳纤维布状复合材料加固钢筋混凝土构件，实现承栽力的提升以及增加应用年限是一种有效途径，在未来的变电站改造中应用前景十分广阔。

一、碳纤维加固的特征分析

碳纤维加固技术属于新型并且高效的一种结构加固技术，采取环氧树脂粘 结剂把碳纤维布按照受拉的方向，或者垂直裂缝的方向进行粘贴于待补墙的结构上，达到增强贴片同原有钢筋混凝土一起承受压力的目的，进而将结构抗剪能力以及抗弯能力进行提升，最终实现加固以及补强功效。碳纤维加固的主要机理就是：经应用碳纤维材料，推动其可以具有均匀的铺设以及缠绕、粘贴至材料内，对象相关工程材料展开力学性质的良好改善，以增強材料抗剪以及抗拉功能。应用碳纤维加固的特征较多，主要涉及到以下的几方面内容：首先，具有较高的抗拉强度。碳纤维材料具有优秀的物理力学性能，实施加固补修混凝土结构期间，能够将混凝土结构和构建承载能力进行明显的增强，进而对受力性能展开良好的改善，发挥出较高的加固补修效果；其次，其具有较轻的自重，几乎不会增加结构自重和截面尺寸。这种特性也让其具有更好的柔韧性，使得便利裁剪，具有更加广泛的应用范围；接下来，在加固之后，能够明显的将结构耐腐蚀性、耐久性进行增强，碳纤维加固混凝土结构是可以良好的抵抗酸、碱和盐对结构物的腐蚀问题的；最后，碳纤维加固的施工操作相对便捷，无需大型的施工机构和周转材料，同时施工所占地面积较小，具有较高的经济性，可以明显的减少施工时间。

二、碳纤维加固应用于变电站改造中的优势和注意事项

不同于传统的加固方法加大混凝土截面或粘钢混凝土补强，碳纤维加固具有更加广阔的适用性，例如在各种类型不同的混凝土结构构件中进行应用，对于各种受力形式展开加固，包括抗弯和抗剪的加固，如柱子在内的受压构件也能够经环包的形式将混凝土约束进行有效的增强，获得到更好的抗压强度。而且也能够在包括混凝土构件以及钢结构等类型各异的结构中进行适用。另外，碳纤维加固能够获得到较高的加固效率以及相对较长时间的应用，由于施工的时间较短所以施工效率远远高于其他的加固举措。碳纤维加固具有较高的耐腐蚀性优势，非常有助于辅助侵蚀性环境中的结构耐久性。而且碳纤维加固不会受到较大的施工干扰问题，应用小型机械设备可以明显的降低其他因素的影响，并且大大的降低原有房屋使用妨碍率。

在实施碳纤维加固期间，也具有诸多的注意事项需要严密的考虑。例如，粘贴碳纤维片材实施结构加固期间，需要应用相应的方案卸除或大部分卸除作用于在结构上活荷载。素混凝土结构构件中并不适用碳纤维加固，而且纵向受力钢筋配筋率同国家现行混凝土结构设计规范所提出最小配筋率较低。加固混凝土的长期应用温度环境需要掌控在科学的范围之内，也就是不能在60℃以上。

三、碳纤维加固在变电站改造中的应用工艺要点

（一）碳纤维加固混凝土结构

如果混凝土构件已经不能具备良好的承载能力，于构件的相关部位实施碳纤维布的粘贴便能实现加固效果。在混凝土梁受弯承载力不能满足应用要求的情况下，需要于受梁的受拉区进行碳纤维的粘贴，将梁抗弯承载力进行增强，而且板底部位进行碳纤维的粘贴能够有效的将板抗弯承载力进行增强。

通过进行计算，结果显示梁抗弯以及抗剪承载力达不到要求标准的，需要于梁底粘贴碳纤维，实现抗弯承载力的提升，应用U型条粘贴碳纤维于梁两侧部位，以及梁的最大剪力位置，大大的增强抗剪承载力；通过计算板的抗弯承载能力不能适应新设备重量的标准下，是于板负弯矩最大部位，将碳纤维进行粘贴，实现板负弯矩承载力的有效增强。

（二）碳纤维施工方法

首先，进行处理混凝土表面部位。先实施剔除混凝土表面中的腐蚀、剥落以及蜂窝等不良的现象，在处理好大面积劣质层之后，采取聚合物水泥砂浆进行严密的修复。之后采取混凝土手磨机以及砂纸等等工具，将混凝土表面油污以及浮浆等物质进行清理，再采取打磨机进行平整好混凝土，充分的确保碳纤维同混凝土接触面良好。

其次，严密的涂抹底胶。在容器内部进行放置胶的同时展开均匀的搅拌，严格的依照标准要求，对于时间展开合理控制。采取滚筒刷在混凝土表面部位进行涂抹胶，在胶完全的固化之后，实施接下来的施工步骤。在进行施工的全部过程中，必须要严格的禁止应用明火，而且注意保持空气在流通的状态中。

接下来，采取平整材料找平。产生的混凝土表面凹陷位置，采取找平胶进行填平，而且对于模板接头形成高度差的位置，也实施找平胶填补，最大限度的确保表面平整度。另外以同样的方式进行处理转角部位，充分的修补圆滑，使得碳纤维能够同混凝土面之间产生良好的粘结效果。

最后，进行粘贴碳纤维。严格的遵循标准设计要求，对于碳纤维的尺寸进行裁剪。对粘贴胶进行搅拌，之后在需粘贴位置进行均匀的涂抹，以及在混凝土的拐角部位进行适当的涂膜粘贴胶，充分的确保碳纤维紧紧的粘连混凝土。在进行碳纤维的粘贴期间，采取辊子沿着纤维的方向进行反复多次的滚压，将气泡有效的去除掉，同时让粘合胶浸润碳纤维。在碳纤维表面干燥以后，实施下一层的粘贴。

另外，加固之后，于碳纤维表面处进行涂抹保护层（20mm）充分的实施保护，例如抹灰或喷防火涂料，能够增加运行的年限。

结语：

当前，在变电站改造中应用碳纤维加固的举措已经相对普遍，其诸多的优势特征，让其具有更加广阔的适用性以及综合经济性能。所以，碳纤维加固修补混凝土结构应用前景非常广阔，对于变电站加固而言会具有更加重要的应用意义。

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