碳纖維在建筑結構加固工程中應用

劉智民

漯河市住房和城鄉建設局，河南 漯河 462000

1 建筑結構加固工程運用碳纖維加固技術的優勢

首先，較好的抗腐蝕性與防水性能。具體在處理表層的混凝土結構時，運用具備較好防水特性的環氧樹脂膠可以避免滲水情況的產生，進而對于表層的建筑混凝土構造給予有效的保護［1］。同時，碳纖維材料可以維持長期的穩定材料性質，對于腐蝕性的外界因素能夠予以抵抗，對于建筑整體結構的使用年限予以充分的延長。由此可見，具備良好抗腐蝕性能以及防水性能的碳纖維在客觀上可以體現最佳的建筑加固效果。

其次，可以隨意進行碳纖維材料的裁剪操作。與其他的硬質加固材料相比，運用碳纖維作為施工材料具有更好的施工便捷性。這主要是因為，碳纖維材料本身具備較好的柔韌度，并且不會改變固有的建筑結構外部形態。在此基礎上，經過自由的裁剪操作可以體現最佳的建筑結構適應性，節省了加固建筑本體構造投入的成本。

表1 碳纖維與普通建筑材料的性能對比

第三，簡化了建筑加固的施工操作流程。在目前看來，碳纖維材料已經能被廣泛運用于很多的建筑加固領域，進而對于抗彎鋼筋以及抗剪鋼筋的傳統加固材料進行了有效的替代。具有輕薄質地的碳纖維不必進行過多的前期施工處理，因而可以直接運用手工裁剪的方式對其進行處理，確保達到較高的加固施工效率與簡便的加固操作流程。對于加固建筑結構如果能做到正確運用碳纖維材料，那么可以保留原有的結構外觀形態，不會破壞固有的建筑形態。表1 為碳纖維與普通的結構加固材料進行對比。

2 運用碳纖維加固建筑結構的基本操作流程

對于加固建筑本體結構如果選擇了碳纖維作為基本的加固施工材料，則在正式進入建筑本體加固的相關操作以前，應當簡單處理原有的建筑結構表層，并且將底膠與粘合劑均勻涂抹于表層的建筑結構部位。經過以上的建筑表層處理以后，施工人員應當將保護層鋪設于平滑的建筑結構外部。在多數情況下，對于外部構造的保護層材料主要可以選擇纖維布的材質［2］。

建筑結構表層如果出現結構殘缺的狀態，則不利于有效完成后續的結構加固處理。因此，對于修復殘缺的表層結構部位應當給予必要的重視，其中關鍵在于徹底清除附著在建筑表層的松散結構物。并且，施工人員需要運用封閉處理的方式來填補建筑表層的裂隙，然后對于表面浮灰予以清理。經過全面的表層結構清理以后，確保能夠完全暴露堅固的混凝土表面。

具體在進行加固主體結構的基本操作時，應當確保運用正確方式來存儲粘合劑，杜絕光線直射導致的粘合劑失效現象。對于粘合劑的各種成分在進行調制時，應當著眼于材料配比的科學設計。在此基礎上，關于加固建筑結構的操作最好能夠保證一次用盡全部的粘合劑以及其他施工材料。這是由于，剩余的粘合劑經過一定的時間段后，材料內部成分將會緩慢出現老化，進而改變了固有的粘合劑性質。對于粘合劑應當保存于背光并且陰涼的區域，進而達到延長粘合劑使用壽命的目標，確保粘合劑能夠發揮其應有的性能。

3 加固技術要點探析

與其他種類的建筑加固材料相比而言，碳纖維材料能夠體現更好的建筑加固效率，并且不必借助龐大的施工設施予以加固處理。例如在加固預應力的建筑空心板時，如果選擇了碳纖維來完成相應的加固操作，則可以達到控制加固施工噪聲以及簡化加固操作方式的目的，并且實現了加固處理成本的有效節約。具體在加固建筑結構的實踐操作中，關于運用碳纖維材料主要體現為如下的技術要點：

3.1 關于建筑受壓構件的加固

對于混凝土的方柱結構如果需要予以加固處理，那么應當在方柱的部位纏繞均勻的碳纖維材料。通過運用以上的纏繞處理方式，對于方柱結構具備的堅固性以及承載能力都會達到明顯增強的目標。并且，經過處理后的混凝土圓柱不會輕易出現斷裂的情形，有助于結構本體的承載性能優化。具體對于建筑物本體的受壓構件予以加固操作時，混凝土材料將會受到側向的約束力，此種約束力主要來自于碳纖維。因此，側向約束力將會阻止建筑本體結構出現持續性的形狀改變，有助于保持堅固與穩定的混凝土整體結構特征。

例如對于空心板的重要建筑部位在進行必要的加固處理時，通常都會借助于碳纖維來實現加固的目的。在加固各種類型的民用建筑物時，運用碳纖維可以體現良好的建筑抗裂性、防震性能以及防腐性能。此外，對于補強特殊的建筑結構部位也可選擇以上的碳纖維材料。例如對于洗手間等易于出現滲漏的建筑墻體部位，通常可以借助于碳纖維來進行加固操作。

3.2 關于建筑受彎構件的加固

混凝土建筑物的受彎構件一般來講布置在建筑正截面的部位，因此在加固具有受彎性能的混凝土構件時，關鍵在于維持建筑物正截面的穩定性，避免由于受到外力的壓迫，進而導致正截面出現扭曲等現象。經過加固施工以后，對于正截面的混凝土構造可以借助于強度測試的方式來進行檢驗。相比于其他材料的加固效果來講，運用碳纖維在客觀上能夠體現更好的正截面穩定性與截面支撐強度，并且還能達到提升受彎部位荷載力的明顯效果。

與此同時，經過加固處理以后的建筑受彎構件不會輕易出現裂痕，并且對于構件內部固有的裂痕寬度也能達到有效縮短的效果。因此能夠證實，對于受彎性的正截面混凝土構件適合運用碳纖維加固，此種加固方式有助于保持均勻程度較好的建筑裂縫分布狀態，同時還能達到顯著縮小原有裂縫寬度以及裂縫數目的效果。具體在加固受彎的混凝土構件過程中，施工人員主要應當確保粘接材料的正確組合，進而體現最佳的建筑物補強施工效果，對于輕薄材質的碳纖維應當予以優先使用。

3.3 關于建筑剪力構件的加固

在混凝土構成的建筑物結構中，剪力構件通常存在于傾斜的建筑結構部位。具體對于此種類型的混凝土構件而言，每隔一定時間就要對其予以必要的補強處理，避免混凝土構件失去較好的材料抗剪性能。具體在加固剪力構件的過程中，目前對于碳纖維材料已經能夠有效加以利用，確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來進行錨固方式的合理選擇。在此過程中，碳纖維將會體現其特有的柔韌度優勢，避免抗剪結構件出現變形或者彎曲。

例如對于混凝土的剪力結構件而言，目前可以借助于粘貼U 字形碳纖維材料的方式予以必要的補強操作。除此以外，關于加固傾斜的建筑物截面還可運用碳纖維纏繞的施工方式。但是不應當忽視，運用碳纖維纏繞的做法可能會消耗較長的施工處理時間，并且涉及相對復雜的加固施工工序。相比來講，運用粘貼碳纖維的做法更加能夠體現良好的碳纖維加固效果。

因此，經過分析可見，加固多種類型的混凝土構件都可選擇運用碳纖維。具體在進行全方位的加固施工操作時，基本前提在于結合建筑物本身的特性，確保運用科學方式來選擇多種類型的建筑加固材料。在碳纖維作為施工材料的前提下，施工人員需要做到徹底清理表層的建筑結構附著物，以免影響碳纖維的加固操作效果。

4 結束語

建筑結構經過較長時間的外界侵蝕以及老化后，其中的建筑構件就會緩慢呈現腐蝕的傾向，進而影響到總體的建筑構造安全。具體在加固建筑結構的實踐領域內，運用碳纖維作為全新的建筑加固材料能夠體現更好的建筑加固效果，節省建筑加固的總體施工成本，并且實現了建筑結構壽命延長以及建筑穩定性增強的目標。目前在建筑結構加固領域的實踐中，關于應用碳纖維作為加固結構材料的技術要點應當不斷致力于總結歸納，從而保證了良好的建筑結構加固效果。