碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用

碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用

戴荣

四川省西南建科建筑工程技术有限公司 四川省成都市 610081

摘要：加强和重建建筑结构的技术工作正在增加，碳纤维加固是一种相对完整的新型建筑加固技术。碳纤维织物具有强度高，效率高，体积小，耐腐蚀，耐老化，结构实用，用途广泛的优点。结合加固理论和工艺技术实例，我们介绍了碳纤维板的性能以及如何将其应用于现有建筑物的重建和加固。

关键词：碳纤维；建筑结构；加固改造；工程应用

建筑行业在宏观经济建设中占有极为重要地位。除了新的建设项目，现有的建筑维护和翻新项目也在增加，这使得加固和翻新变得困难。与传统技术相比，碳纤维可以在室温下将环氧树脂和建筑结构粘合在一起。加固效果理想，可广泛用于建筑加固和重建项目。碳纤维已被广泛用于建筑结构的加固。

1概述

中国每年在基础设施项目上投资数万亿元，其中土木工程占60%以上。因此，建筑业起着重要作用。在已建造的数十亿平方米的建筑物中，有许多项目需要维修和改造。在现有建筑物的重建，现有建筑物的维护和灾后建筑物的修复过程中，由于各种原因，例如工期有限，工作范围有限以及项目的不利影响最小化，不可避免地会产生某些要求和限制^[1]。采用传统的加固技术既困难又复杂。一旦出现操作失误，不但会影响转化质量，还会严重威胁有关人员的生命财产安全性。碳纤维增强技术的存在有效地降低了此种状况。碳纤维增强技术可以在不加热的情况下将环氧树脂胶粘剂与增强结构牢固地连接在一起，易于操作，可以达到更好的增强效果。但是，碳纤维增强技术仍是我国建筑业中的一项新兴技术，其应用水平和适用范围仍有待提高和扩展。

2在建筑物结构的加固和改造中使用碳纤维的好处

与以往的加固方法相比，CFRP加固性能更多更好为在老建筑中，碳纤维材料特别用于加固老建筑中的预应力空心板。碳纤维增强不需配置大中型机械设备，增益效率高，噪声低。碳纤维增强的技术优势可讨论如下：

1. 碳纤维广泛用于：它可以代替剪切和弯曲钢。它可用于防止联排别墅或工业建筑中的地震和裂缝。它也可以用来增强防腐蚀结构。碳纤维具有防水结构。碳纤维混凝土表层采取环氧树脂胶粘剂。环氧胶粘剂具有极好的密闭特性。因此，碳纤维增强方法也具有很强的密封能力^[2]。

2. 碳纤维加固是切实可行的,碳纤维材料也成为可能。该材料重量轻，不需要复杂的建筑机械。施工人员可以手动完成。(2)碳纤维加固方法的使用能有效地缩减建设项目施工期。

3. 碳纤维增强方法易于随意切割。按照建筑物结构特征的当前加固要求，切割碳纤维后，加固后的碳纤维材料绝不会损害建筑物结构特征的外形。

（4）炭纤维提高高耐蚀性的方法。因稳固的碳纤维材料,因而免受室外环境的影响,能够有效地延长建筑物空间结构。

3碳纤维增强材料在各种混凝土受力构件中的使用

碳纤维本质具备抗弯强度高、耐腐蚀、体积小、厚度大、使用方便等特点。挑选恰当有效的连接原材料，能够极大确保碳纤维与混凝土的结合。碳纤维增强材料通过加力可以满足建筑结构加固中各种承重混凝土构件的加固和加固要求。

1. 常见的碳纤维增强塑料钢筋混凝土弯折成员,从强度、热稳定性和承载力决定了碳纤维增强塑料钢筋混凝土构件在使用的碳。通过一些改进，增强构件的整体强度得到了显著提高，并且由构件断裂引起的裂纹的宽度也得到了显着减小。当增强组件达到承载能力极限时，由组件产生的裂纹的数量和宽度将大大减少，并且裂纹的分布将更加均匀^[3]。

（2）定期将CFRC压缩构件包裹在方形混凝土柱中可以显著提高方形混凝土柱的承载能力和稳定性。用碳纤维加固后，压缩后的混凝土在荷载作用下被压缩。然而，由于碳纤维的强大抓紧力，确保了增强单元的被动抓紧力，并且产生了相应的横向抓紧力。有限长混凝土成型后，混凝土受压构件的承载力得到了很大的增强。

4 增强碳纤维的步骤和程序

碳纤维强化原材料的分析方法包含下列具体步骤：在制造碳纤维强化原材料之前，要对建筑结构表层开展处理程序。然后应根据实际需要涂胶，并在加强件的表面涂上底漆以确保表面的光滑度符合要求，然后再涂一层胶水。用粘合剂将纤维布和保护层粘在表面上。为保证碳纤维加固产品质量，施工队在加固前要将粘附在构型表层的任何杂质完全清理、彻底清除，只留存构型的实心部分。在结构混凝土中，是否及时纠正缺陷。确保框架表面光滑。如果钢筋建筑构件的表面有裂缝，建议施工人员指出裂缝的实际大小并关闭现场。在混凝土结构的表面光滑后，清除表面上的所有浮尘，并擦拭角浆，以确保混凝土结构的边缘和角均变圆。涂胶时应按照当前工程施工情况，紧密结合环境温度和环境温度，保证胶粘剂的准确存放，存放时不应暴露在阳光直射下。在工程施工操作过程中，胶粘剂的使用绝不会对其他结构造成任何影响。第一种黏合剂和第二种黏合剂应用于碳纤维增强^[4]。

碳纤维加固完成后，施工人员应及时检查加固效果。如果在检查过程中发现小的空心边缘或变形的边缘，建议及时修理；如果型腔表面较大，建议在切割后对其进行修复，以确保碳纤维的有效粘结表面95%以上。施工完成后，将在现场进行拉伸测试，以确定实际的粘结效果。建议在样品制备后7天确认剥离测试的开始时间。结构性黏合剂可能不会过早固化，这可能会导致测试失败并无法满足要求。 CFRP不仅可以加固建筑物的混凝土构件，还可以加固钢结构和木结构，从而提高了旧建筑物的承载能力和抗震能力，并延长了建筑物的使用寿命。碳纤维布用于确保项目的加固。

5 应用和社会经济效益

碳纤维增强技术（CFRP）结构增强技术是一种新型的增强技术，被广泛使用并具有巨大的经济优势。CFRP主要承受钢筋的应力。 CFRP的主要任务是加强结构构件。拉伸强度，这就是为什么该技术已广泛用于钢筋混凝土结构的原因。普通型截面混凝土构件的承载能力小于CFRP，但在不增加构件重量和不占用自由空间的情况下增加了承载能力。然而，在原始建筑的翻新中，与无孔地板相比，楼板的刚度和强度已不同程度地减弱，特别是刚度被进一步削弱。应力集中和挠度集中在开口的两侧和短角上^[5]。因此，在选择加固方法时，应根据对楼板跨度和混凝土开口尺寸的分析，确定最佳的加固措施^[6]。

6 结语

碳纤维材料是轻质的，在施工过程中不需要笨重的设备，非常薄，并且只占很小的空间，特别是对于技术加固产品而言，当空间有限时可以具有这种优势。钢筋混凝土结构。高弹性模量的高强度碳纤维可以实现与钢板完全相同的加固功能，但结构重量不提高，外观轻巧美观。由于该项工艺技术，此种增强结构具备优良的耐腐蚀性：它只加强了碳纤维和载体树脂，所以它绝不会生锈。可以有效缩短施工时间。 CFRP材料比其他普通材料昂贵，但其出色的性能已得到证明。碳纤维用于加固房屋。通过对CFRP材料的不断研究，开发和理解，碳纤维将在未来的技术改进中得到广泛的应用，并将带来巨大的经济效益。

参考文献：

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[2]姚延鸿.建筑结构加固改造工程中碳纤维的应用[J].绿色环保建材，2020(06):198+201.

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[4]赵伟.碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用[J].安徽建筑，2019,26(09):76-77.

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[6]崔士起，张田德，成勃，裴兆贞. 碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用研究[A]. 山东建筑学会、山东省建筑设计研究院、山东省建筑科学研究院.山东建筑学会成立50周年优秀论文集[C].山东省科学技术协会，2003:5.