碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用论文_陈海波

1概述我国每年基建总投资达数万亿元，其中土建工程约占60％以上。所以建筑业具有举足轻重的作用。在目前已建成的数十亿平方米的建筑物中，有大量的需要进行维修改造的工程。原有建筑物的改造、有建筑物的维修以及灾后建筑物的修复等等过程中，出于种种原因，难免对施工提出一些要求和限制：工期限制、工作展开面狭窄、尽量减小工程带来的不利影响等等。采用传统的加固改造技术，在进行加固改造时难度大，技术复杂，一旦出现操作失误，不仅会对于改造质量造成影响，严重时甚至会危害相关人员的生命财产安全。而碳纤维加固技术的出现则有效改善了这一情况，碳纤维加固技术能够在无需升高温度的情况下将环氧树脂胶与加固结构进行紧密的连接，操作较为便捷，能够取得较为优质的加固效果，然而碳纤维加固技术在我国的建筑行业当中仍然属于一项新型技术，其应用水平和使用范围，仍需得到不断的提高和扩展。2碳纤维加固的优势分析第一，应用范围广泛。碳纤维不但可用于替代抗剪钢筋和抗弯钢筋，同时也可以广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强；第二，防水效果较为突出。在采取碳纤维加固时首先会用环氧树脂胶先行对混凝土表层进行处理，而环氧树脂胶的防水性能较好，使得此种加固方式可同时具备较高的防水性能；第三，施工过程较为便捷。碳纤维质地轻薄，无需采取较为复杂的施工机械，只需施工人员手工操作进行加固即可；第三，便于随意剪裁。碳纤维可以依据实际的需要进行随意剪裁，而且在运用碳纤维进行加固之后不会对于建筑物原有的外形造成影响；第四，抗腐蚀性能较高。碳纤维的性能较为稳定，不容易受到外界因素的干扰，能有效延长加固工程的使用寿命。3碳纤维加固在多种混凝土受力构件中的应用纤维((FRP)具有高强、轻质、耐腐蚀、施工便捷等优异的性能，是加固补强混凝土结构的理想用材。它比玻璃纤维强度更高、刚度更大，化学稳定性更好。粘结材料的性能是保证碳纤维与混凝土共同工作的关键，也是碳纤维与混凝土传力途径中的薄弱环节。3.1碳纤维加固混凝土正截面受弯构件通过对碳纤维加固混凝土正截面受弯构件进行测试，可以发现，采用碳纤维材料进行加固后，构件的混凝土部分在强度、稳定性和承载力方面都得到了一定的提升，加固构件整体能够承担的荷载力也有很大程度的提高，构件开裂所产生的裂缝宽度明显减小。而当加固部分在达到承载力极限状态时，构件所产生的裂缝数量和宽度都明显减小，而且裂缝的分布更为均匀。3.2碳纤维加固混凝土受压构件将碳纤维均匀的缠绕于混凝土方柱上，能够提升混凝土方柱的承载能力和稳定程度。采取碳纤维加固法对于混凝土圆柱进行加固同样能够提升其承载力。采用碳纤维加固后，在荷载作用下，受力后的混凝土会产生压缩变形，但由于碳纤维有力的约束作用，会在加固构件中提供被动约束，产生相应的侧向约束力，在混凝土受压构件中形成约束混凝土，从而显著提高混凝土受压构件的承载力。3.3碳纤维加固混凝土斜截面受剪构件碳纤维能有效地提高混凝土构件的抗剪承载力。影响碳纤维抗剪加固效果的因素有加固形式、锚固方式、加固量等。碳纤维的加固形式主要有缠绕粘贴、U型粘贴和侧面粘贴三种，缠绕粘贴能使碳纤维强度得到较好发挥，表现出较好的抗剪效果，但是实际操作较为困难。实际工程中U型粘贴较多，为使碳纤维较好地发挥高强特点，必要时可以增加附加锚固措施。4碳纤维加固的步骤和工艺流程在进行建筑物加固的过程当中，首先需要充分了解建筑物的结构情况，然后以此为依据对于建筑使用情况进行鉴定，再根据鉴定结果，制定相应的加固方案。接下来进行系统的加固设计，制定相应的施工方案，然后再依据施工方案所规定的内容进行实际施工，工程完成后统一进行验收。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在运用碳纤维进行加固时，首先需要对于加固结构的表层进行简单的处理，然后依照实际需求调配粘合剂，接下来在要加固部分的表层均匀的涂抹一层底胶，确保表面平滑之后再涂抹一层粘合剂，利用粘合剂铺设一层纤维布，最后再布设保护层。为确保总体的加固质量水平，需要注意以下几个方面：凝土基材龄期至少28天；基材须平整、清洁、无油污和保持干燥(湿度不超过4％)；被粘结的结构阳角应抹圆(直径最小为10mm)；顺纤维方向的织物搭接长度不小于100mm；粘结剂应避免阳光暴晒；施工过程中须采取有效措施避免粘结剂对环境的污染。在进行表面处理的时候要注意：清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，并用修复材料将表面修复平整；被加固掏件有裂缝时，应按技术要求对裂缝进行灌缝或封闭处理；被粘贴混凝土表面应打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面，转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状；混凝土表面应清理干净并保持干燥。5应用情况及社会经济效益用碳纤维材料加固混凝土结构，是一项涉及材料、设计与应用的系统工程，具有许多工程与施工方面的优越性，作为一项高科技应用技术，已被业主以及施工部门所接受。碳纤维在建筑结构加固工程中有着非常理想的效果，通过严密的计算和严格的施工，构件在抗弯抗剪承载力、挠度与裂缝宽度控制等方面的指标均可有很大程度的提高。同时加固后的构件截面尺寸和形状不发生改变，将丝毫不会影响建筑物的使用。碳纤维材料抗腐蚀性极好，使用过程中几乎不需要常规维护。可以预计，作为一种新兴的加固技术，碳纤维固钢筋混凝土结构技术将在今后的加固工程中发挥越来越重要的作用。碳纤维增强塑料(CFRP)加固钢筋混凝土梁方面已显示出了它的优越性能，在加固钢筋混凝土桥墩和方柱方面也是如此。6结语碳纤维作为一种新型的补强材料，将其应用于建筑结构的加固改造工程当中，具备着较为明显的优势。相对于传统的加固方式而言，碳纤维加固不仅对于操作空间和施工设备的要求较低，同时也具备着施工步骤较为便捷、施工质量更容易保障、对于施工结构本身不会造成过多影响等多重优势。在下一步发展中，我们应当不断提高碳纤维加固技术的实际应用水平，更大程度的发挥出碳纤维加固的优势，为强化建筑结构的安全性和稳定性起到更为有利的作用。参考文献[1]周美川.浅谈碳纤维复合材料在建筑结构加固中的应用[J].中国包装工业,2015,(6):122-122.[2]辛奇.碳纤维在建筑结构加固中的应用[J].化工管理,2016,(11).[3]郭丽娟,孟宪福.碳纤维在建筑结构加固改造工程中的应用研究[J].城市建设理论研究（电子版）,2012,(7).[4]陶建强.碳纤维加固技术在改造工程中的应用[J].中国高新技术企业,2009,(11).[5]王毋庸.碳纤维在建筑结构加固中的力学分析[J].建筑工程技术与设计,2015,(7).[6]孙明.碳纤维在建筑结构加固中的应用[J].科技信息,2012,(14).[7]邵华良.碳纤维在建筑工程加固中的应用研究[J].房地产导刊,2015,(31).[8]梁淑清.碳纤维加固技术在建筑物改造工程中的应用探讨[J].建筑工程技术与设计,2017,(23).[9]卢文亮.碳纤维布加固修复建筑结构技术性能探讨[J].建筑工程技术与设计,2018,(12).

论文作者:陈海波

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年02期

论文发表时间:2019/8/13

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