朱莹
浙江绿城六和建筑设计有限公司, 浙江省杭州市 310000
摘要：近年来，在国家建筑节能环保要求大背景下，我国加固改造项目工程量逐年加大。在建筑加固改造工程实施中，选择合适的加固方法至关重要。纤维复合材加固技术是建筑加固工程中的一种较为新型的技术，具有施工便捷、强度高、适用性强等优势，已经得到了广泛的应用。
关键词:碳纤维布，加固，施工
引言
面对各种类型的建筑，加固改造难度较大，选择便捷有效的加固方法至关重要。目前在加固工程中使用的纤维复合材一般为碳纤维及环氧树脂复合材。碳纤维由含碳量超90%的无机高分子纤维构成，具有强度高、质量轻等特点，能够用于代替钢筋进行补强加固。因此，有必要加强碳纤维在建筑结构加固工程中的应用研究，从而推动工程加固技术的发展。
1碳纤维复合材加固结构构件技术原理
纤维复合材加固技术的应用过程，主要是在需要加固的混凝土结构构件受拉侧进行纤维增强复合材料片材的粘贴，发挥复合材料的高强受拉性能的优势，以弥补由于建筑使用功能改变、建筑荷载增加导致的原混凝土构件承载力的不足。碳纤维复合材料的耐腐蚀性强、强度高、自重较小、弹性模量较高的特性使得其可以在结构加固中充分发挥其优势。在混凝土结构的加固技术中，碳纤维复合材加固方法需要使用碳纤维材复合材料及配套树脂。对比于黏贴钢板加固法，同等抗拉强度条件下，碳纤维复合材耐久性更高，厚度更薄，对结构构件形状的要求低，这种特性决定了其能够在相关结构构件的加固方面取得理想的效果。但是纤维复合材发挥受力性能的前提是与混凝土结构构件通过粘结剂有很好的粘结，故对配套粘结剂的质量及施工人员技术有一定的要求。关于纤维复合材与混凝土构件的粘结，在实际的应用中，主要以底层树脂、找平树脂与粘结树脂为主，底层与找平树脂使得碳纤维的粘结质量有所保障，而粘结树脂的应用能够使得混凝土与碳纤维能够形成整体性结构，实现对有关构件的加固。
2混凝土结构加固基本原则
混凝土结构加固设计需要进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计、验算。加固方法分为直接加固与间接加固两类。分析确定原混凝土结构的承载力或裂缝挠度超过规定限值的构件，根据等效代换原则，考虑用增加截面、粘贴钢板等方法进行加固。
3粘贴碳纤维布技术分析与所需材料
3.1纤维复合材结构加固技术介绍
粘贴碳纤维复合材结构加固技术，简言之就是通过粘结强度较强的树脂粘贴剂将碳纤维布粘贴于建筑结构构件的表面，使得碳纤维布与建筑结构构件两者能同步变形，同时发挥作用，并通过此方法提升建筑结构构件的承载能力，实现对结构构件的加固和补强。碳纤维布的独特优点主要表现在以下几个方面：①其抗拉强度与普通钢材相比较高，相同强度的加固材料，碳纤维复合材体积小；②碳纤维布在进行加固后，有优越的耐腐蚀性能，并且耐久性极好；③碳纤维布本身体积较小，重量较轻，在使用过程中不会因此而使得结构构件自重增加，增加荷载，并且较为柔软，在使用中可根据需要自行裁剪；④碳纤维布因其体积、重量及柔软性等特点，使得施工较为方便，不需要使用其他附加机器设备，具有良好的经济性；⑤碳纤维布的施工便捷，仅需10天左右即可施工完成，周期较短。
3.2应用材料
3.2.1碳纤维片材
从材料力学性能的角度来看，碳纤维片材的拉伸强度非常好，这种性能远远超过了普通的碳素钢板。从碳纤维片材的化学结构来看，这种片材的质量相对较小，具有较好的化学稳定性，与传统的钢材相比，不容易受到化学腐蚀的影响，这种特性使得碳纤维片材的耐腐蚀性更好。
3.2.2粘贴材料
粘贴材料主要是使碳纤维布与混凝土构件合二为一，使二者共同发挥作用，粘贴材料需要具有足够的强度、刚度和韧度才能保证碳纤维布与混凝土构件受力均匀，能在承载过程中不造成粘结面开裂的现象。
根据施工环境温度湿度的不同，粘贴材料也要适应各种气候条件，能在3小时左右正常固化，并且能正常流动，具有相当的粘性，加固后不易收缩。粘贴材料在使用过程中包含了底层涂料、浸渍树脂和整平材料，他们都能将碳纤维与混凝土构件表面进行很好的粘合。
4碳纤维复合材加固技术的优势
4.1耐腐蚀性和耐久性
碳纤维复合材料化学性质是相对稳定的，与钢材相比，不易被酸碱盐等化学物质腐蚀而降低材料力学性能，该种加固方法具有较好的耐久性。因此,用碳纤维复合材料加固的钢筋混凝土构件可以完美的解决了粘贴钢板加固法耐久性低的问题。
4.2施工简便、性能好、效率高
在加固工程中，应用碳纤维复合材加固技术的施工操作相对简单，只需要碳纤维材料直接在建筑物表面加以粘贴或者包裹就可以，且在加固施工的过程中，不需要利用大型的机械设备就可以完成。有关数据显示，利用碳纤维加固技术的加固效果非常理想，能够充分发挥碳纤维材料良好的性能。因此，碳纤维加固具有施工便捷、灵活性高、效率高的优势
4.3适用面广
碳纤维布是一种可以随意切割的柔性材料。并且可以不明显改变结构的形状及增大结构尺寸,不会影响结构的外观。
5碳纤维复合材在建筑结构加固工程中应用要点分析
5.1选择合理的加固设计方案
要保证建筑加固工程质量，需要选择合适的设计方案。设计部门需掌握建筑建造年代、建造规范、结构特点和抗震性能等，对其结构进行准确鉴定，同时科学验算抗震承载力，在对各方面综合考虑下选择合适的加固方案。碳纤维复合材加固技术通过高强碳纤维积物在同一方向排列，采用专用粘结胶将其与混凝土结构表面紧贴，可以有效对结构构件加固补强，增强构件耐弯曲、耐剪切等性能，而不需要加大结构物自重，也不需改变结构物外形尺寸。
5.2材料选择
纤维复合材的纤维必须为连续纤维，承载结构加固用的碳纤维，应选用聚丙烯腈基不大于15K的小丝束纤维。承重结构加固工程，严禁采用预浸法生产的纤维织物。纤维复合材的抗拉强度设计值按混凝土结构加固规范要求采用。
5.3涂刷底胶
要根据设计要求配制好找平材料，嵌刮找平处理砼表面，消除其蜂窝麻面等缺陷。利用找平材料修补柱与板的交接转角部位，使其形成光滑圆弧，要控制好圆弧的半径避免应力集中。使用的底层涂刷材料渗透性较强，可以渗入砼表面，按照特定比例，对涂料的主剂和固化剂准确称量，然后放入容器中均匀搅拌，按照使用量调和即可。
5.4粘贴防护
在碳纤维布粘贴阶段，需要结合技术方案完成碳纤维材料裁剪。实际在粘贴时，需要提前完成黏结剂的配制，然后在混凝土表面涂抹，厚度应超出底胶层厚，至少为2mm，避免出现漏涂问题。利用刮板进行刮涂操作，保证粘结胶均匀分布于结构表面，使碳纤维布发挥出补强作用。
结束语
近年来，建筑结构加固工程中，碳纤维复合材加固技术得到了广泛的应用，虽然其技术应用相对简单，但是，在具体的操作过程中，必须要严格遵守相应的要点，对碳纤维加固技术的各个流程环节加以科学控制，达到理想的加固效果，保证既有建筑加固后的安全性及耐久性。
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