摘要：通过分析碳纤维的特性，提出在建筑结构加固的工程领域运用碳纤维进行加固的优势，进而解决了目前关于建筑结构加固工程合理运用碳纤维加固技术的具体实践要点。
关键词：碳纤维；建筑结构加固工程；应用要点
1 引言
危房加固工作是实现脱贫攻坚“两不愁、三保障”的重要指标，是如期打赢脱贫攻坚战必须完成的重要任务。鉴于全国危房需要加固的工作量大、时间紧迫，如何使用有限的资金实施加固成为目前亟待解决的问题。我国自20世纪50年代修建了大量砖砌结构，自20世纪70年代海城地震和唐山地震后全面开展加固工作，对于砌体结构的加固应用采用新材料、新技术较少，理论和实践研究不深，碳纤维加固技术应用前景广阔，研究碳纤维加固技术对工程实践有重要的意义。有关碳纤维材料加固砌体结构的理论方法仍在不断研究和完善之中，本文通过介绍砌体结构加固公式计算及举例论证碳纤维加固砌体结构的可行性，并对实际工程运用中设计及施工方面的要点进行论述。
2 建筑结构加固工程运用碳纤维加固技术的优势
首先，较好的抗腐蚀性与防水性能。运用具备较好防水特性的环氧树脂胶可以避免渗水情况的产生，进而对于表层的建筑混凝土构造给予有效的保护[1]。同时，碳纤维材料可以维持长期的稳定材料性质，对于腐蚀性的外界因素能够予以抵抗，对于建筑整体结构的使用年限予以充分的延长。由此可见，具备良好抗腐蚀性能以及防水性能的碳纤维在客观上可以体现最佳的建筑加固效果。其次，可以随意进行碳纤维材料的裁剪操作。与其他的硬质加固材料相比，运用碳纤维作为施工材料具有更好的施工便捷性。这主要是因为，碳纤维材料本身具备较好的柔韧度，并且不会改变固有的建筑结构外部形态。在此基础上，经过自由的裁剪操作可以体现最佳的建筑结构适应性，节省了加固建筑本体构造投入的成本。第三，简化了建筑加固的施工操作流程。具有轻薄质地的碳纤维不必进行过多的前期施工处理，因而可以直接运用手工裁剪的方式对其进行处理，确保达到较高的加固施工效率与简便的加固操作流程。对于加固建筑结构如果能做到正确运用碳纤维材料，那么可以保留原有的结构外观形态，不会破坏固有的建筑形态。
3 加固技术要点探析
3.1 施工前准备
预应力碳纤维板施工前若粘贴部位混凝土表层含水率>4%或环境温度<5℃，则应采取措施，且应先去除被加固构件表面疏松部分，直至露出混凝土结构层[2]。若有裂缝，应先进行修补，然后用修补材料修复平整，并保证混凝土保护层厚度不小于15mm。粘贴部位的混凝土，若其表面坚实，也应除去浮浆层和油污等杂质，并打磨平整，直至露出集料新面，表面打磨后，应用强力吹风器将表面粉尘彻底清除。
3.2 关于建筑受压构件的加固
对于混凝土的方柱结构如果需要予以加固处理，那么应当在方柱的部位缠绕均匀的碳纤维材料。通过运用以上的缠绕处理方式，对于方柱结构具备的坚固性以及承载能力都会达到明显增强的目标。并且，经过处理后的混凝土圆柱不会轻易出现断裂的情形，有助于结构本体的承载性能优化。具体对于建筑物本体的受压构件予以加固操作时，混凝土材料将会受到侧向的约束力，此种约束力主要来自于碳纤维。因此，侧向约束力将会阻止建筑本体结构出现持续性的形状改变，有助于保持坚固与稳定的混凝土整体结构特征。例如对于空心板的重要建筑部位在进行必要的加固处理时，通常都会借助于碳纤维来实现加固的目的。在加固各种类型的民用建筑物时，运用碳纤维可以体现良好的建筑抗裂性、防震性能以及防腐性能。此外，对于补强特殊的建筑结构部位也可选择以上的碳纤维材料。例如对于洗手间等易于出现渗漏的建筑墙体部位，通常可以借助于碳纤维来进行加固操作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.3 剪力构件的加固
在混凝土构成的建筑物结构中，剪力构件通常存在于倾斜的建筑结构部位。具体对于此种类型的混凝土构件而言，每隔一定时间就要对其予以必要的补强处理，避免混凝土构件失去较好的材料抗剪性能。具体在加固剪力构件的过程中，目前对于碳纤维材料已经能够有效加以利用，确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来进行锚固方式的合理选择[3]。在此过程中，碳纤维将会体现其特有的柔韧度优势，避免抗剪结构件出现变形或者弯曲。例如对于混凝土的剪力结构件而言，目前可以借助于粘贴U字形碳纤维材料的方式予以必要的补强操作。除此以外，关于加固倾斜的建筑物截面还可运用碳纤维缠绕的施工方式。但是不应当忽视，运用碳纤维缠绕的做法可能会消耗较长的施工处理时间，并且涉及相对复杂的加固施工工序。相比来讲，运用粘贴碳纤维的做法更加能够体现良好的碳纤维加固效果。因此，经过分析可见，加固多种类型的混凝土构件都可选择运用碳纤维。具体在进行全方位的加固施工操作时，基本前提在于结合建筑物本身的特性，确保运用科学方式来选择多种类型的建筑加固材料。在碳纤维作为施工材料的前提下，施工人员需要做到彻底清理表层的建筑结构附着物，以免影响碳纤维的加固操作效果。
3.4 碳纤维布的布置形式
（1）对墙体进行加固时。经试验研究发现，当墙体的高宽比大于0．5时，适宜采用“X”的粘贴方式，当小于0．5时，应选用“∧”粘贴方式。（2）对楼板进行加固时，主要侧重于其支座和跨中的抗弯强度不足而采用碳纤维布进行加固，或因为楼板的局部开洞而采用补强加固[4]。（3）锚固件的布置。加固的墙体中碳纤维起到的主要作用是承受拉力，而其所承受的压力并不明显。粘贴碳纤维布的角部位置由于应力集中，在碳纤维布的交叉位置及端部进行锚固，可保证碳纤维布在与墙体其他部位剥落的情况下也能继续受力工作，更能发挥其抗拉强度高的优势。采用碳纤维销钉穿钢板的方式在碳纤维布的交叉处、碳纤维布与墙上下端处进行锚固较为可靠。
3.5 注意事项
1）在施工之前，需要进行加固的构建上的大部分荷载进行卸除，施工环境要求大于5℃，其空气湿度要小于85%，在这样一个施工环境中施工，更能提高加固的效果。2）碳纤维布也有其施工工序，施工时要按照施工工序进行，其施工工序为：对加固的区域进行处理、在被粘贴位置涂刷底胶、将粘贴位置修补平整、粘贴碳纤维布、养护固化、质量检测、防护处理[5]。为了保证施工质量，每一个的施工步骤都不能缺少。3）碳纤维不要粘贴在受力的方向，一定要粘贴平整，不能出现弯曲或者气泡出现。胶粘剂要能够充分的渗透，不能有空气存在。碳纤维布的有效粘贴面积要达到95%以上。
4 结束语
在加固建筑结构的实践领域内，运用碳纤维作为全新的建筑加固材料能够体现更好的建筑加固效果，节省建筑加固的总体施工成本，并且实现了建筑结构寿命延长以及建筑稳定性增强的目标。目前在建筑结构加固领域的实践中，关于应用碳纤维作为加固结构材料的技术要点应当不断致力于总结归纳，从而保证了良好的建筑结构加固效果。
参考文献：
[1] 毛海明.钢筋混凝土结构加固技术分析及在实际工程中的运用[J].建材与装饰，2018（20）：11-12.
[2] 郭成华.建筑结构工程钢筋混凝土结构加固设计常用方法探讨[J].四川水泥，2018（04）：77.
[3] 朱健.既有地下人防商场建筑结构检测鉴定与加固设计研究[D].吉林大学，2018.
[4] 杨禹.钢筋混凝土框架结构加固及弹塑性分析[D].河北工业大学，2017.
[5] 宋钢.某改扩建项目结构加固技术的研究与应用[D].青岛理工大学，2018.
论文作者:李婷
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：碳纤维论文; 建筑结构论文; 材料论文; 混凝土论文; 建筑论文; 结构论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第32期论文;