建筑結(jié)構(gòu)中碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用及施工工藝研究

聶永權(quán) 李剛

摘 要：本文先是簡述了碳纖維加固技術(shù)的基本概念及施工工藝要點(diǎn)，接著分析了該技術(shù)在建筑鋼筋結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、磚混砌體結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用，為相關(guān)調(diào)研人員提供了理論參考，旨在不斷優(yōu)化碳纖維技術(shù)，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);碳纖維加固技術(shù);混凝土結(jié)構(gòu);涂抹粘貼

前 言

隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展，建筑工程施工質(zhì)量安全問題也逐漸成為建筑施工重點(diǎn)，而保證工程施工質(zhì)量，需要做好建筑結(jié)構(gòu)加固工作，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及施工具體情況，采用先進(jìn)的碳纖維加固技術(shù)，提高建筑結(jié)構(gòu)加固施工效果，達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固的目的，保障建筑工程施工安全。

一、碳纖維加固技術(shù)的概述

碳纖維加固技術(shù)主要指在建筑工程施工中將配套樹脂類粘結(jié)材料或者碳纖維片材粘結(jié)到需要加固的建筑結(jié)構(gòu)部位，通過使用碳纖維新型復(fù)合材料對原有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固，從而達(dá)到提高建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和延展性的目的。碳纖維材料與其他建筑加固材料相比，其抗拉強(qiáng)度和彈性比較好，適用各種建筑結(jié)構(gòu)，如在建筑混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、磚混砌體結(jié)構(gòu)中都有著廣泛應(yīng)用，尤其使用強(qiáng)度和彈性較高的碳纖維，能夠在環(huán)氧樹脂浸漬過程中形成碳纖維板或者碳纖維布，將其用于建筑結(jié)構(gòu)加固施工中，可以有效提升建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗壓能力，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以免出現(xiàn)施工裂縫、地基不穩(wěn)、建筑塌陷等問題，極大提高了建筑工程的安全性。此外，碳纖維加固技術(shù)易于操作，在使用該技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固時，不需要借助夾板模具以及改動結(jié)構(gòu)外形，而是將配制好的碳纖維材料填充到結(jié)構(gòu)表面孔隙中或者施工縫處，即可完成建筑結(jié)構(gòu)加固操作，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，延長建筑工程的使用壽命，實現(xiàn)工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

二、建筑結(jié)構(gòu)中碳纖維加固技術(shù)施工工藝分析

（一）增大截面加固技術(shù)

碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，合理應(yīng)用該技術(shù)不僅能夠補(bǔ)增建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，還能有效避免工程施工質(zhì)量問題。在建筑結(jié)構(gòu)施工中，采用碳纖維加固技術(shù)需要立足于工程施工具體情況，選擇符合結(jié)構(gòu)加固施工的碳纖維加固技術(shù)。如針對混凝土板梁承重力不足的問題，可以使用增大截面加固技術(shù)在原有結(jié)構(gòu)截面的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)充，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，合理設(shè)計截面寬度，通過增加原截面面積的方式擴(kuò)大填充面積，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的牢固性和密實性，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力，提高加固施工效能。

（二）粘劑配制加固技術(shù)

在使用碳纖維材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)填充加固施工前，應(yīng)先對碳纖維材料進(jìn)行加工處理，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工程結(jié)構(gòu)加固施工實際需要，選擇適合填充灌漿的碳纖維材料，將材料進(jìn)行配制。在粘劑配制過程中，可以在聚合物中加入適量的稀釋劑，再加入定量的碳纖維材料進(jìn)行攪拌，直到稀釋劑溶解并達(dá)到混合物攪拌均勻的狀態(tài)，加入固化劑提高粘劑的粘結(jié)性。同時注意底涂膠料配制重量要盡量控制在1-2kg范圍內(nèi)，整平膠料配制重量最好在0.5-1.0kg內(nèi)，而粘結(jié)膠料的配制重量應(yīng)在1-2kg內(nèi)，嚴(yán)格控制配制重量，提高粘劑配制的科學(xué)性。在配制完成后，要盡快使用粘劑進(jìn)行加固，以免粘劑長時間與空氣接觸，發(fā)生固化現(xiàn)象，影響粘劑的使用效果。

（三）涂抹粘貼加固技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)加固施工是建筑工程施工建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，對建筑各個結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，能夠有效增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，為建筑工程施工提供保障。在建筑工程加固施工中，碳纖維是一種常用于穩(wěn)定工程結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)進(jìn)行加固，需要合理利用環(huán)氧樹脂的黏性，使用配配制的粘劑對鋼筋結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)以及加固砌體結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行涂抹粘結(jié)，提高建筑結(jié)構(gòu)的承載力和抗拉強(qiáng)度。值得注意的是在涂抹粘貼施工前，要對建筑結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行清潔處理，在保證建筑結(jié)構(gòu)表層處于光滑平整的狀態(tài)下，才能開展下一步的涂抹、填充、黏貼等工作[1]。當(dāng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑工程實際承載力不相符時，可以采用增補(bǔ)受拉鋼筋施工工藝進(jìn)行加固處理，將鋼筋焊接在建筑結(jié)構(gòu)容易松動部分，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

三、碳纖維加固技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用

（一）建筑鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)加固是建筑結(jié)構(gòu)施工中的一項重要內(nèi)容，在建筑鋼結(jié)構(gòu)加固施工中，一般采用加焊鋼板的方式進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，但使用該方法不僅會增加鋼筋的重量，還具有一定的風(fēng)險性，容易給建筑工程施工帶來安全問題。而采用碳纖維加固技術(shù)能夠在不改變鋼結(jié)構(gòu)重量的基礎(chǔ)上，降低鋼結(jié)構(gòu)加固施工的危險系數(shù)，提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和防腐性。通常情況下，在鋼結(jié)構(gòu)表面粘貼碳纖維，并對使用年限較長的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行碳纖維加固，可以防止鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形情況，提高鋼結(jié)構(gòu)的使用性能和耐久性，達(dá)到碳纖維技術(shù)加固建筑結(jié)構(gòu)的目的。

（二）在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

碳纖維材料具有較好的彈性和強(qiáng)性，使用碳纖維材料，應(yīng)用碳纖維加固技術(shù)進(jìn)行建筑混凝土結(jié)構(gòu)加固施工，能夠有效提高混凝土的使用性能，避免工程結(jié)構(gòu)施工中出現(xiàn)混凝土裂縫、裂痕等問題，確?；炷两Y(jié)構(gòu)施工效果。碳纖維加固技術(shù)在建筑工程修復(fù)中有其一定的使用價值，因碳纖維材質(zhì)較輕，通過碳纖維加固混凝土柱可以增強(qiáng)混凝土柱的抗壓性和抗震性。在實際應(yīng)用中，需要先對建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行打磨加固處理，去除已經(jīng)發(fā)生變質(zhì)、破損、腐蝕現(xiàn)象的混凝土，采用碳纖維加固技術(shù)，修復(fù)并填補(bǔ)混凝土裂縫及破損處，保證建筑結(jié)構(gòu)加固施工質(zhì)量。

（三）磚混砌體結(jié)構(gòu)中應(yīng)用

建筑工程結(jié)構(gòu)加固施工不僅局限于對鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)加固，還應(yīng)注重對磚混砌體結(jié)構(gòu)加固施工，合理運(yùn)用碳纖維加固技術(shù)對已經(jīng)建成的磚混建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固與修復(fù)，通過修補(bǔ)砌體結(jié)構(gòu)裂縫、破損等問題，提高砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，減少工程結(jié)構(gòu)施工中的風(fēng)險因素，確保建筑工程施工安全。就目前而言，在加固砌體結(jié)構(gòu)施工中，通常采用偽靜力試驗水平加載法進(jìn)行加固，使用碳纖維材料加固磚混結(jié)構(gòu)后墻部位，從而達(dá)到提高建筑磚混墻體結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度的目的，不僅能夠增強(qiáng)建筑磚混墻體的穩(wěn)定性和可靠性，避免砌體結(jié)構(gòu)變形問題，還能改善建筑磚混墻體的使用性能，提升磚混墻體的保溫性和防腐性，減少建筑耗能量，節(jié)省工程施工成本，實現(xiàn)碳纖維加固技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用效果最大化[2]。

結(jié) 論

碳纖維作為一種新型加固材料，在建筑結(jié)構(gòu)加固施工中具有重要的應(yīng)用價值，要求在工程結(jié)構(gòu)施工中，合理運(yùn)用碳纖維加固技術(shù)，掌握增大截面加固技術(shù)、粘劑配制加固技術(shù)以及涂抹粘貼加固技術(shù)要點(diǎn)，提高建筑結(jié)構(gòu)加固施工質(zhì)量，為建筑工程施工提供保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 袁黎強(qiáng).房屋建筑結(jié)構(gòu)加固設(shè)計及施工技術(shù)應(yīng)用[J].四川建材，2020，46（07）：56-57.

[2] 劉智民.碳纖維在建筑結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用[J].江西建材，2020（01）：26-27.