彭向紅,王友明（.安徽省天鵬工程有限公司；.安徽省光信建設(shè)工程有限公司,合肥3000）

建筑工程中新型碳纖維加固的發(fā)展應(yīng)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(shè)工程有限公司,合肥230001）

摘要：科技的發(fā)展帶動(dòng)建材的長(zhǎng)足進(jìn)步。很多新型建材不僅節(jié)能環(huán)保，更是簡(jiǎn)化了工藝流程減輕了施工難度。

關(guān)鍵詞：碳纖維材料;建筑加固;起源與發(fā)展

1　碳纖維材料的起源與發(fā)展

碳纖維是一種堅(jiān)硬、黑色的纖維狀復(fù)合材料。比鋼大的強(qiáng)度大，比鋁小的密度小、比不銹鋼更強(qiáng)的耐腐蝕性，抗高溫性?xún)?yōu)于耐熱鋼，有銅的導(dǎo)電性的新型材料。在材料學(xué)上被譽(yù)為“聚丙烯晴基碳纖維”，其多項(xiàng)物理力學(xué)性能可以與金屬媲美。碳纖維起源于十八世紀(jì)六十年代，一英國(guó)人學(xué)者通過(guò)將細(xì)長(zhǎng)的繩狀紙片碳化制取碳絲，來(lái)制作電燈的燈絲。經(jīng)過(guò)幾十次實(shí)驗(yàn)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(tài)上比人的頭發(fā)絲還要細(xì)百倍，密度不到鋼的25%，但剛度卻是鋼的幾倍，抗拉強(qiáng)度則優(yōu)于鋼。碳纖維材料具有強(qiáng)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(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用在被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整也幾乎百分之百的有效粘貼率，而驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)也只需要其達(dá)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(tǒng)加固方法的比較

在現(xiàn)有建筑中，有不少建筑和構(gòu)筑物，受設(shè)計(jì)等一些外在因素影響，有的因?yàn)槭褂霉δ艿淖儞Q，或其他原因，包括業(yè)主使用的需求，而對(duì)已有建筑進(jìn)行維修、加固時(shí)，一直延用傳統(tǒng)加固方法，傳統(tǒng)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(lái)達(dá)到混凝土加固效果，但這幾種方法所加固、修復(fù)的對(duì)象十分有限：要么現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)和生活有一定影響，加固后凈空會(huì)減?。灰醇庸毯髮?duì)原結(jié)構(gòu)外觀有影響，無(wú)法滿(mǎn)足小跨度或輕型結(jié)構(gòu)的加固；要么因操作環(huán)境的溫度而改變了原構(gòu)件截面尺寸。

碳纖維加固法與傳統(tǒng)加固方法相比，在修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)上使用，更具有高強(qiáng)高效、便捷、耐腐蝕、不增加結(jié)構(gòu)尺寸等明顯的優(yōu)點(diǎn)。除此之外其材料價(jià)格、施工操作及維修成本等各方面來(lái)看，碳纖維材料加固混凝土具有優(yōu)良的性?xún)r(jià)比、科技含量高、技術(shù)先進(jìn)，該技術(shù)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，在綜合工程經(jīng)濟(jì)性能等方面具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

3　在施工流程、施工方法上的應(yīng)用

現(xiàn)在的碳纖維材料，強(qiáng)度高、彈性模量好、比重輕、耐腐蝕性好，其抗拉強(qiáng)度和彈性模量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越普通鋼筋。主要為兩種；碳纖維材料與配套樹(shù)脂。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十倍，而彈性模量與鋼材相當(dāng)，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(shí)用、性?xún)r(jià)比極高的加固修復(fù)專(zhuān)用材料；配套樹(shù)脂則包括底層樹(shù)脂、找平樹(shù)脂及粘結(jié)樹(shù)脂。底層樹(shù)脂、找平樹(shù)脂是提高粘結(jié)質(zhì)量的，粘結(jié)樹(shù)脂是使碳纖維與混凝土能夠形成一個(gè)復(fù)合型整體，從而提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗彎和抗剪力，達(dá)到加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。

當(dāng)澆筑的混凝土表面出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)先予以鑿除這些問(wèn)題部位，面積較大的，在鑿除后先用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)，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(shù)脂，將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后再進(jìn)行下一道涂刷找平工序，修補(bǔ)拼縫及表面缺損，表面凹凸不平較嚴(yán)重時(shí)，可將無(wú)灰塵的干砂子混入修平樹(shù)脂中，使混凝土表面基本平整，然后用找平樹(shù)脂抹平表面。在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些，嚴(yán)禁出現(xiàn)漏刷現(xiàn)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(xiàn)定位。確定所粘貼部位無(wú)誤后鋪貼單層碳纖維布，然后用滾子重復(fù)滾壓，擠出氣泡，并使浸潤(rùn)裕旨浸透纖維布。再在表面均勻涂刷一遍浸潤(rùn)樹(shù)脂，并滾壓壓實(shí)。重復(fù)上述步驟工藝，層數(shù)不宜超過(guò)五層，否則將導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞。最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。保證足夠的固化條件和時(shí)間即可負(fù)載使用。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著碳纖維材料的普及，以及相關(guān)技術(shù)的提高，碳纖維在工程的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。但必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況以及與傳統(tǒng)加固技術(shù)的結(jié)合，有效利用碳纖維加固技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]章途山.碳纖維技術(shù)在加固工程中的應(yīng)用[M].價(jià)值工程，2010(28).

[2]巫濤.對(duì)建筑加固工程中的碳纖維施工技術(shù)探討[M].科技致富向?qū)В?013(25).

[3]倪易然.碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的探討[M].山西建筑，2009(20).