【摘要】 我国正处于经济建设快速发展时期，基础工程建设规模宏大，其建设速度和规模也是世界上任何国家所无法比拟的。碳纤维加固修补结构技术是一种新型的加固技术，碳纤维材料的基本性能，碳纤维加固混凝土结构的优越性，对相应的施工技术进行了总结。
【关键词】碳纤维 加固 展望
Abstract
Our country is in a period of rapid development of economic construction, foundation engineering construction scale, the construction speed and the scale is any country in the world can be. Carbon fiber strengthening technique is a new reinforcement technology of carbon fiber material, the basic properties of carbon fiber reinforced concrete structure, the superiority, the corresponding construction technology are summarized.
Keywords：carbon fiber reinforcementprospect
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
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。对钢筋混凝土等结构由于设计或施工有误、材料质量不符合要求、使用管理不善、使用功能改变以及各种灾害对结构的损坏等造成不能满足其安全、适用性、耐久性，可针对其状况，采用碳纤维加固在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构、钢筋砼结构、砌体结构或木结构表面，利用其紧密粘着于混凝土结构表面，使二者作为一个新的整体，共同受力，是一种非常简单且优良的加固补强方法，与传统的粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加结构物的荷重的前题下达到高效加固的目的，因而得到工程界的日益重视．碳纤维加固修补结构技术是一种新型的加固技术，该技术是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，以达到对结构及构件加固补强之目的，主要用于混凝土粱、板、柱等构件的加固与修补工程。
2碳纤维及粘缩材料
碳纤维((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。
2.1碳纤维加固混凝土正截面受弯构件
碳纤维加固混凝土正截面受弯构件一般在构件受拉面粘贴碳纤维，试验结果表明，用碳纤维材料加固后的混凝土构件承载力有了很大程度的提高，加固构件开裂荷载有一定提高，裂缝宽度与挠度都大大减小，极限状态下纯弯段裂缝数量更多、宽度更小、分布更密更均匀。为防止剥离破坏，应尽量采取附加锚固措施。
2.2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。
2.3碳纤维加固混凝土受压构件
约束混凝士是采用复合材料加固的一种重要形式，采用碳纤维缠绕混凝土方柱能使承载力有很大程度的提高，采用碳纤维缠绕混凝土圆柱，其承载力提高的程度更大。碳纤维约束混凝土是一种被动约束，随着混凝土轴向压力的增大，横向膨胀促使外包复合材料的环向伸长，产生侧向约束力。约束机制取决于两个因素：混凝土横向膨胀系数和外包碳纤维材料的环向刚度。混凝土柱受力初期横向变形较小，因而碳纤维受力较小，到了混凝土柱受力后期，随着柱受力的增加，碳纤维受力迅速增加直至破坏。本次课题试验重点突出了侧面粘贴碳纤维加固受弯承载力、碳纤维与预应力综合加固法和碳纤维对预应力宅心板的加固。研究通过对碳纤维材料及各类由碳纤维加固的一百多个构件的试验，搞清楚了碳纤维材料的基本性能，对碳纤维加固技术机理进行了详细分析，证明了碳纤维加固混凝土结构的优越性，提出了碳纤维加固技术的计算方法，并对相应的施工技术进行了总结。试验表明，侧面粘贴碳纤维加固梁受弯承载力，虽然在效果上略逊于底面粘贴，但在实际工程应用中，许多情况下梁底加固已经不可能，侧面加固将能有效地解决这方面的问题。碳纤维与预应力综合加固法不但能提高构件受弯承载力，而且在裂缝控制和挠度控制上能取得更加显著的效果。该加固法将对大跨度的桥梁、板等需要控制裂缝或挠度的受弯构件的加固起到非常好的作用。
3碳纤维加固特性及工序
3.1特性
碳纤维对预应力空心板的加固不仅加固效果好，而且由于被加固的预应力空心板多属民宅，碳纤维加固不需要大型机具，施工速度快，不扰民，具有非常明显的优点。
1用途多；可代替抗弯和抗剪钢筋作用等；
2超强防水效果
用环氧树脂胶点附于混凝土结构表面，防水效果好，可抑制钢筋腐蚀生锈；
3热膨胀系数低
4施工筒便：碳纤维重量轻，一般只需手工操作，不受施工空间限制，施工进度快；
5厚度小；对构件体积无明显增大影响；
6强度高
7易于剪裁成型；
8重量轻：
9不受形状限制。不论方形、矩形、六角形及各类不规则形，加固后均可保持物体原状，不影响表面装饰．
10抗腐蚀性能良好，且对环境无影晌；
3.2加固工作程序
碳纤维加固工程的整个工作程序如下：
结构调查――可靠性鉴定――加固方案――选择――加固设计――施工方案――施工――验收，
3.3施工工艺
碳纤维加固结构物的施工工艺如下
基材表面处理(打磨)――配制粘结剂――涂一层底胶――找平――涂粘结剂――粘贴碳纤维布――涂粘结树脂(保护层)．
3.4质量及技术保证措施
3.4.1混凝土基材龄期至少28天；
3.4.2基材须平整、清洁、无油污和保持干燥(湿度不超过4％)；
3.4.3被粘结的结构阳角应抹圆(直径最小为10mm)；
3.4.4顺纤维方向的织物搭接长度不小于100mm；
3.4.5粘结剂应避免阳光暴晒；
3.4.6施工过程中须采取有效措施避免粘结剂对环境的污染．
3.5表面处理
3.5.1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。
3.5.2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。
3.5.3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。
3.5.4混凝土表面应清理干净并保持干燥。
3．6施工安全及注意事项
(1)现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。
(2)施工过程中应避免碳纤维片材的弯折。
(3)碳纤维片材配套树脂的原材料应密封储存．远离火源，避免阳光直接照射。
(4)树脂的配制和使用场所应保持通风良好。
(5)碳纤维片材为导电材料，施工碳纤维片材时应远离电器设备及电源，或采取可靠的防护措施。
4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。
5结束语
碳纤维材料重量轻，施工时不用任何重型设备，其又很薄，不需要许多的空间，尤其是在工程加固空间紧张的情况下，更能显示这一优越性。加固钢筋混凝土结构．采用粘贴强度高和高弹性模量的碳纤维的办法，也能取得类似于钢板的同样加固效果，但其结构重量未增加，外表也轻巧美观。采用此技术，加固后的结构有极好的耐久性，由于加固只使用碳纤维和配套树脂，因而不会出现生锈，并具有耐酸、碱、盐和大气环境腐蚀等性能，CFRP还有极好的抗化学作用。能够有效地减少施工工期。CFRP材料的价格高于其他常用材料的价格，但其优良的特性已被证实．在房屋建筑工程的加固中开始采用碳纤维．随着人们对CFRP材料的不断研究、开发和认识，碳纤维在将来的工程加固中将具有广阔的应用前景，并带来巨大的经济效益
参考文献
1陈开利．CFRP材料在桥梁加固工程中的应用【J】．桥梁建设，2001，
2李荣，岳清瑞碳纤维片材(CFRP)加固修复混凝土特种结构田．特种构．2008．
3田启贤，谭莹编译外贴纤维复合板加固钢筋混凝土梁【J】．国外桥梁，2009，4杨永表，石洞复合材料在桥梁工程中的应用闭．桥梁建设．2008，
5杨玉凤，许宏元碳纤维预应力混凝土粱【J】．国外桥梁2001：