吕 巍
北方工程设计研究院有限公司 河北 石家庄 050000
摘要：本文对碳纤维在建筑结构加固工程中的应用进行了分析，重点对碳纤维的主要特点和使用优点以及碳纤维的在加固工程中的应用方法进行了介绍，以供参考。
关键词：碳纤维；建筑结构；加固
1碳纤维的特点与优点
1.1碳纤维的特点
碳纤维是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。它的“刚性”极强，具有轴向强度和模量高，非氧化环境下耐超高温，强度高于钢铁的特点，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。同时碳纤维也具有“外柔”的特征。它具有比金属铝轻的质量，耐高温，耐疲劳，耐腐蚀，不易变形，不易膨胀，比性能高，射线透过性好等特征，是一种高模量纤维的新型材料。所以我们称碳纤维具有“外柔内刚”的特性，它不仅具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代的增强纤维。
1.2碳纤维的优点
碳纤维具有较好的抗腐蚀性与防水性能。具体在处理表层的混凝土结构时，运用具备较好防水特性的环氧树脂胶可以避免渗水情况的产生，进而对于表层的建筑混凝土构造给予有效的保护。同时，碳纤维材料可以维持长期的稳定材料性质，对于腐蚀性的外界因素能够予以抵抗，对于建筑整体结构的使用年限予以充分的延长。由此可见，具备良好抗腐蚀性能以及防水性能的碳纤维在客观上可以体现最佳的建筑加固效果。其次，可以随意进行碳纤维材料的裁剪操作。与其他的硬质加固材料相比，运用碳纤维作为施工材料具有更好的施工便捷性。这主要是因为，碳纤维材料本身具备较好的柔韧度，并且不会改变固有的建筑结构外部形态。在此基础上，经过自由的裁剪操作可以体现最佳的建筑结构适应性，节省了加固建筑本体构造投入的成本。
2碳纤维在建筑结构加固中的应用要点
2.1?加固建筑受压构件
对于混凝土的方柱结构如果需要予以加固处理，那么应当在方柱的部位缠绕均匀的碳纤维材料。通过运用以上的缠绕处理方式，对于方柱结构具备的坚固性以及承载能力都会达到明显增强的目标。并且，经过处理后的混凝土圆柱不会轻易出现断裂的情形，有助于结构本体的承载性能优化。具体对于建筑物本体的受压构件予以加固操作时，混凝土材料将会受到侧向的约束力，此种约束力主要来自于碳纤维。因此，侧向约束力将会阻止建筑本体结构出现持续性的形状改变，有助于保持坚固与稳定的混凝土整体结构特征。例如对于空心板的重要建筑部位在进行必要的加固处理时，通常都会借助于碳纤维来实现加固的目的。在加固各种类型的民用建筑物时，运用碳纤维可以体现良好的建筑抗裂性、防震性能以及防腐性能。此外，对于补强特殊的建筑结构部位也可选择以上的碳纤维材料。例如对于洗手间等易于出现渗漏的建筑墙体部位，通常可以借助于碳纤维来进行加固操作。
2.2?加固建筑受弯构件
混凝土建筑物的受弯构件一般来讲布置在建筑正截面的部位，因此在加固具有受弯性能的混凝土构件时，关键在于维持建筑物正截面的稳定性，避免由于受到外力的压迫，进而导致正截面出现扭曲等现象。经过加固施工以后，对于正截面的混凝土构造可以借助于强度测试的方式来进行检验。相比于其他材料的加固效果来讲，运用碳纤维在客观上能够体现更好的正截面稳定性与截面支撑强度，并且还能达到提升受弯部位荷载力的明显效果。与此同时，经过加固处理以后的建筑受弯构件不会轻易出现裂痕，并且对于构件内部固有的裂痕宽度也能达到有效缩短的效果。因此能够证实，对于受弯性的正截面混凝土构件适合运用碳纤维加固，此种加固方式有助于保持均匀程度较好的建筑裂缝分布状态，同时还能达到显著缩小原有裂缝宽度以及裂缝数目的效果。具体在加固受弯的混凝土构件过程中，施工人员主要应当确保粘接材料的正确组合，进而体现最佳的建筑物补强施工效果，对于轻薄材质的碳纤维应当予以优先使用。
2.3?建筑剪力构件加固
在混凝土构成的建筑物结构中，剪力构件通常存在于倾斜的建筑结构部位。具体对于此种类型的混凝土构件而言，每隔一定时间就要对其予以必要的补强处理，避免混凝土构件失去较好的材料抗剪性能。具体在加固剪力构件的过程中，目前对于碳纤维材料已经能够有效加以利用，确保限定于最佳的材料加固用量，并且遵循因地制宜的施工思路来进行锚固方式的合理选择。在此过程中，碳纤维将会体现其特有的柔韧度优势，避免抗剪结构件出现变形或者弯曲。例如对于混凝土的剪力结构件而言，目前可以借助于粘贴U字形碳纤维材料的方式予以必要的补强操作。除此以外，关于加固倾斜的建筑物截面还可运用碳纤维缠绕的施工方式。但是不应当忽视，运用碳纤维缠绕的做法可能会消耗较长的施工处理时间，并且涉及相对复杂的加固施工工序。相比来讲，运用粘贴碳纤维的做法更加能够体现良好的碳纤维加固效果。因此，经过分析可见，加固多种类型的混凝土构件都可选择运用碳纤维。具体在进行全方位的加固施工操作时，基本前提在于结合建筑物本身的特性，确保运用科学方式来选择多种类型的建筑加固材料。在碳纤维作为施工材料的前提下，施工人员需要做到彻底清理表层的建筑结构附着物，以免影响碳纤维的加固操作效果。
3总结
在建筑结构加固技术中，碳纤维作为一种新型加固材料能够实现更为有效的建筑加固效果，不仅能够提高建筑物安全性和稳定性，还能显著节约施工成本。在目前的建筑结构加固研究领域中，碳纤维材料已经成为热点研究内容，值得技术人员进行进一步深入研究。
参考文献：
[1]周宏.刍议碳纤维在建筑结构加固工程中的应用[J].工程建设与设计,2020(11):43-44+50.
[2]刘智民.碳纤维在建筑结构加固工程中应用[J].江西建材,2020(01):26-27.
[3]辛奇.碳纤维在建筑结构加固中的应用[J].化工管理,2016(11):130.
[4]姚天敬.浅谈碳纤维加固技术在建筑结构中的应用及施工工艺[J].建材与装饰,2015(52):14-15.
[5]聂敏.碳纤维加固技术在建筑工程中的应用[J].山西建筑,2014,40(33):90-91.