談碳纖維布加固混凝土結構的技術原理

1．前言

碳纖維增強材料，簡稱碳纖維，是近十年來在發(fā)達國家新興的一種加固混凝土結構的新材料，以其優(yōu)異的力學性能在工程領域日漸受寵，被人們稱為“結構加固的新星”。采用碳纖維加固技術具有如下幾個特點：

1.1強度高。碳纖維片材的抗拉強度一般都在3500MPa以上，遠高于鋼材；抗拉彈性模量為230000～430000MPa，亦高于鋼材。因此它的比強度可達到2000MPa/g/cm3以上，而Q235鋼的比強度僅為59MPa/g/cm3左右，比模量也比鋼材高。

1.2施工簡便、快捷。使用碳纖維加固構件不需大型施工機構及周轉材料，易于操作，施工周期短，經濟性好。

1.3抗酸堿鹽類介質的腐蝕，應用面廣。加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性，可以應用于各種工作環(huán)境的構件加固。

1.4可以有效的封閉混凝土結構的裂縫，延長結構的使用壽命。

1.5易于保持結構原狀，基本不增加結構自重及截面尺寸。

2．材料

碳纖維加固鋼筋混凝土技術所涉及的材料主要有兩種：一是碳纖維布；二是配套樹脂類粘結材料。

2.1碳纖維增強材料

CFRP乃英文CarbonFibireReinforcementPolymer的首字母縮寫，意為碳纖維增強材料。碳纖維絲的產生，是通過氧化有機聚合物，只留下碳素材料，其碳原子沿原有纖維長度排列整齊而形成碳素纖維。每根碳纖維絲由3000～12000個碳原子絲以絞線或麻繩的方式排列而成，其粗細僅相當于人的1根頭發(fā)絲。

碳纖維成品可以制成不同的型材如纖維布、纖維板、棒材、短纖維等，根據不同工程的不同部位和需要而定。在加固工程中應用量最大和最普通的還是碳纖維布。

2.2配套樹脂類粘結材料

粘結材料是施工成功的重要保證。為了使被加固構件與碳纖維布共同受力，要求粘結劑對被粘貼界面和碳纖布有較高的粘結力和強度，抗拉、抗壓特別是粘貼抗剪強度應高于混凝土相應的強度，而且粘結材料對界面和碳纖維布都要有良好的滲透性和相容性，還能夠抗沖擊、耐疲勞抗老化等。
采用碳纖維片材對混凝土結構進行加固修復時，通常選用配套底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂和粘結樹脂，所選材料除滿足上述要求外，尚應滿足施工簡易的要求。一般要求底層樹脂及找平材料的正拉結強度大于2.5MPa且不小于被加固混凝土拉結強度的標準值ftk

3．碳纖維的補強、加固原理

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