建筑工程中新型碳纖維加固的發展應用

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：科技的發展帶動建材的長足進步。很多新型建材不僅節能環保，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;起源與發展

1　碳纖維材料的起源與發展

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，在形態上比人的頭發絲還要細百倍，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點，應用在被加固的結構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加固方法的比較

在現有建筑中，有不少建筑和構筑物，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，一直延用傳統加固方法，傳統方法有：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：要么現場濕作業時間較長，對生產和生活有一定影響，加固后凈空會減小；要么加固后對原結構外觀有影響，無法滿足小跨度或輕型結構的加固；要么因操作環境的溫度而改變了原構件截面尺寸。

碳纖維加固法與傳統加固方法相比，在修復混凝土結構上使用，更具有高強高效、便捷、耐腐蝕、不增加結構尺寸等明顯的優點。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濟效益、社會效益和環境效益，在綜合工程經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、找平樹脂及粘結樹脂。底層樹脂、找平樹脂是提高粘結質量的，粘結樹脂是使碳纖維與混凝土能夠形成一個復合型整體，從而提高結構構件的抗彎和抗剪力，達到加固、補強的目的。

當澆筑的混凝土表面出現剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等現象時，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，嚴禁出現漏刷現象，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，層數不宜超過五層，否則將導致混凝土結構的脆性破壞。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。但必須根據施工現場的實際情況以及與傳統加固技術的結合，有效利用碳纖維加固技術。

參考文獻：

[1]章途山.碳纖維技術在加固工程中的應用[M].價值工程，2010(28).

[2]巫濤.對建筑加固工程中的碳纖維施工技術探討[M].科技致富向導，2013(25).

[3]倪易然.碳纖維加固混凝土結構技術的探討[M].山西建筑，2009(20).