碳纤维布加固混凝土结构的技术与应用
【摘要】粘贴碳纤维布进行混凝土结构加固技术是一种新型的加固技术，在现今建筑工程中已广泛应用，它是采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在各种建筑结构构件表面，以提高混凝土结构构件的抗弯、抗剪、抗震等能力，达到对建筑物、构筑物进行加固、补强的作用。本文主要阐述碳纤维布在加固混凝土结构方面的技术与应用。
【关键词】碳纤维布；混凝土结构；加固技术
【中图分类号】tu749 【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0139-01
一、碳纤维布的定义
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等。碳纤维比重性能小，因此有很高的比强度。
二、碳纤维布应用的范围及优点
碳纤维布在建筑市场上广泛应用于使用荷载的增加、抗震需求、抑制裂缝、材料老化等，在加固混凝土结构方面适用于各种结构类型、部位的修补，如梁、板、柱子、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。
碳纤维布加固主要的优点：
1、耐酸、碱、盐及大气环境耐腐蚀性能非常好，能保护混凝土结构等其他材料的表面及内部质量。
2、碳纤维布物理力学性能非常优秀，弹性模量数据与钢接近，抗拉强度大大高于普通钢筋，众多试验表明碳纤维布加固钢筋混凝土是最理想的方案之一。
3、施工质量能够得到保证：碳纤维布材料性能是柔软，形状可任意塑造，能采用技术处理办法保证被加固对象表面无气泡、无空隙存在。
4、施工非常方便，现场无须任何借助任何大型施工设施和机械用具。
5、碳纤维布形状可任意剪裁，适合于混凝土各种类型结构和形状，且不影响结构外观质量，最重要的是施工工艺简单，工期短。
6、重量轻、厚度薄：粘贴后每平方米重量一般小于1.0kg，粘贴一层碳纤维布厚度仅为1.0mm左右，加固修补后的自重和外形尺寸可忽略不计。
由此可见，碳纤维布加固在工程建筑上产生的经济效益非常之大。
三、碳纤维布加固在具体工程实例的应用
碳纤维布加固方法1、工程概况
某工程住宅楼，地下一层，地上十八层，框架结构，填充墙体材料为页岩多孔砖，桩基采用钻孔灌注桩，基础为笩板基础，主体结构砼为商品砼，地下室层高5米，地上部分层高2.9米。基础混凝土标号c40，地下室c35，地上部分c30，抗震按设防烈度6度设计。由于业主需要原已建的住宅楼需增加一层，一~二层住宅层改为商用用途。经房屋结构检测，设计院对原承载结构计算进行复核，需要要对原住宅楼进行全面补强、加固处理。结构加固有以下内容：
（1）根据施工图需要增加一层，增加层柱子采用变小截面取定，梁、屋面板采用轻型钢结构、压型板等材质处理
（2）一~二层框架柱采用整体碳纤维布加固、梁端增加结构构造措施，提高结构抗震能力和延性。
2、设计依据及要点
加固内容的设计依据有《混凝土结构加固设计规范》、《建筑结构荷载规范》、《混凝土结构设计规范》、《建筑抗震加固技术规程》、《混凝土结构后锚固技术规程》以及原设计结构施工图纸、房屋结构检测报告要求等。
设计要点：采用加大截面法加固的框架柱，对需要加固的结构梁、柱采用如下措施：梁侧边用碳纤维布用150mm款u形箍、中间间隔的净距150mm，上口用150mm宽碳纤维布压边收头处理。梁底采用一层200mm宽碳纤维布粘贴，局部增加为3层；主次梁交叉部位局部作碳纤维布u形箍加强。柱子加固：柱高全范围内粘贴三层碳纤维布，采用封闭式连续粘贴，纤维方向与柱轴线方向垂直。纤维布与混凝土之间、纤维布与纤维布之间都涂有环氧树脂胶，纤维布缠需要搭接10mm。
（3）材料要求：碳纤维布的规格为0.1mm×45mm,极限抗拉强度不小于3600mpa。
四、施工工艺及质量控制要点
施工操作顺序
1、混凝土构件基底处理
（1）用吹风、哄干机将混凝土表面保持干燥，并无油污、附着物。
（2）混凝土表面蜂窝、麻面等缺陷部位应予剔除，对疏松部位进行凿出干净后，用提高一级的砼振捣修补。