建筑工程中新型碳纖維加固的發(fā)展應用

彭向紅,王友明（.安徽省天鵬工程有限公司；.安徽省光信建設工程有限公司,合肥3000）

建筑工程中新型碳纖維加固的發(fā)展應用

彭向紅1,王友明2
（1.安徽省天鵬工程有限公司；2.安徽省光信建設工程有限公司,合肥230001）

摘要：科技的發(fā)展帶動建材的長足進步。很多新型建材不僅節(jié)能環(huán)保，更是簡化了工藝流程減輕了施工難度。

關鍵詞：碳纖維材料;建筑加固;起源與發(fā)展

1　碳纖維材料的起源與發(fā)展

碳纖維是一種堅硬、黑色的纖維狀復合材料。比鋼大的強度大，比鋁小的密度小、比不銹鋼更強的耐腐蝕性，抗高溫性優(yōu)于耐熱鋼，有銅的導電性的新型材料。在材料學上被譽為“聚丙烯晴基碳纖維”，其多項物理力學性能可以與金屬媲美。碳纖維起源于十八世紀六十年代，一英國人學者通過將細長的繩狀紙片碳化制取碳絲，來制作電燈的燈絲。經(jīng)過幾十次實驗后，他把棉紗浸入硫酸，焦干處理，然后碳化，接著將消化纖維素從膜孔中擠出成絲，然后再碳化，終于制成碳纖維，在形態(tài)上比人的頭發(fā)絲還要細百倍，密度不到鋼的25%，但剛度卻是鋼的幾倍，抗拉強度則優(yōu)于鋼。碳纖維材料具有強度高、彈性模量高、比重輕及耐腐性好，施工性能與耐久性良好，還具備纖維的柔軟可加工性等等優(yōu)點，應用在被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整也幾乎百分之百的有效粘貼率，而驗收標準也只需要其達到70%就為合格了。采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。

2　在建筑工程中與傳統(tǒng)加固方法的比較

在現(xiàn)有建筑中，有不少建筑和構(gòu)筑物，受設計等一些外在因素影響，有的因為使用功能的變換，或其他原因，包括業(yè)主使用的需求，而對已有建筑進行維修、加固時，一直延用傳統(tǒng)加固方法，傳統(tǒng)方法有：加大截面法、外包鋼筋加固法、粘鋼加固法、加大混凝土截面等等，以此來達到混凝土加固效果，但這幾種方法所加固、修復的對象十分有限：要么現(xiàn)場濕作業(yè)時間較長，對生產(chǎn)和生活有一定影響，加固后凈空會減?。灰醇庸毯髮υY(jié)構(gòu)外觀有影響，無法滿足小跨度或輕型結(jié)構(gòu)的加固；要么因操作環(huán)境的溫度而改變了原構(gòu)件截面尺寸。

碳纖維加固法與傳統(tǒng)加固方法相比，在修復混凝土結(jié)構(gòu)上使用，更具有高強高效、便捷、耐腐蝕、不增加結(jié)構(gòu)尺寸等明顯的優(yōu)點。除此之外其材料價格、施工操作及維修成本等各方面來看，碳纖維材料加固混凝土具有優(yōu)良的性價比、科技含量高、技術先進，該技術具有良好的技術經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，在綜合工程經(jīng)濟性能等方面具有很強的競爭力。

3　在施工流程、施工方法上的應用

現(xiàn)在的碳纖維材料，強度高、彈性模量好、比重輕、耐腐蝕性好，其抗拉強度和彈性模量都遠遠超越普通鋼筋。主要為兩種；碳纖維材料與配套樹脂。其中碳纖維的抗拉強度為建筑鋼材的十倍，而彈性模量與鋼材相當，而高彈性碳纖維的彈性模量更是在鋼材的兩倍以上。是非常實用、性價比極高的加固修復專用材料；配套樹脂則包括底層樹脂、找平樹脂及粘結(jié)樹脂。底層樹脂、找平樹脂是提高粘結(jié)質(zhì)量的，粘結(jié)樹脂是使碳纖維與混凝土能夠形成一個復合型整體，從而提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎和抗剪力，達到加固、補強的目的。

當澆筑的混凝土表面出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等現(xiàn)象時，應先予以鑿除這些問題部位，面積較大的，在鑿除后先用環(huán)氧砂漿進行修復，除去混凝土表面的浮漿、油污等，等基面的混凝土打磨平整后，將表面清理干凈，并保持干燥。再配置底層樹脂，將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后再進行下一道涂刷找平工序，修補拼縫及表面缺損，表面凹凸不平較嚴重時，可將無灰塵的干砂子混入修平樹脂中，使混凝土表面基本平整，然后用找平樹脂抹平表面。在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些，嚴禁出現(xiàn)漏刷現(xiàn)象，特別注意要粘貼碳纖維的邊緣部位。

粘貼碳纖維布之前，按加固部位放線定位。確定所粘貼部位無誤后鋪貼單層碳纖維布，然后用滾子重復滾壓，擠出氣泡，并使浸潤裕旨浸透纖維布。再在表面均勻涂刷一遍浸潤樹脂，并滾壓壓實。重復上述步驟工藝，層數(shù)不宜超過五層，否則將導致混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞。最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。保證足夠的固化條件和時間即可負載使用。

4　結(jié)束語

隨著碳纖維材料的普及，以及相關技術的提高，碳纖維在工程的應用將越來越廣泛。但必須根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況以及與傳統(tǒng)加固技術的結(jié)合，有效利用碳纖維加固技術。

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