杨浦区加固结构队伍-混凝土切割工程

一、碳纤维加固原理

碳纤维加固是继粘钢、加大混凝土截面之后的又一种新型的结构加固技术，其工作原理是将碳纤维布用环氧树脂粘贴在混凝土结构物表面，使其与原结构形成一体，共同承受荷载，使结构得到有效的加固。

二、碳纤维加固使用范围

碳纤维加固适宜什么情况下使用?不适宜什么情况下使用?

1.碳纤维加固适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固。

2.但应当指出的是，因为碳纤维加固构件固有的一些受力特色，很多混凝土构件并不适用，主要有以下三种情况：

a.刚度疑问

当混凝土楼、屋盖等构造因为刚度缺乏，致使变形过大、开裂严重而影响使用时，不适合粘贴碳纤维布加固。研究表明，对于梁、板等横向受力构件，当采用碳纤维加固时，在正常运用极限状况下，碳纤维对构造刚度的进步作用小于10%，或根本没有进步。

b.碳纤维抗弯加固的适用范围

当混凝土构造因为抗弯承载力不行，选用碳纤维布进行加固时，加固构造的损坏形状一方面取决于原构造的配筋状况，另一方面取决于碳纤维的用量。现假定原构造为适筋构件，则加固构造的损坏形状可分为如下三种状况。

⑴碳纤维用量较少。损坏时受压区边际混凝土压碎，受拉钢筋屈从，碳纤维能够到达较高的拉应变。

⑵碳纤维用量适中。损坏时受压区边际混凝土压碎，受拉钢筋屈从，碳纤维可到达某一中等拉应变。

⑶碳纤维用量较多。损坏时受压区边际混凝土压碎，受拉钢筋屈从，碳纤维应变很低。

上述三种状况，第三种状况因为碳纤维用量大且强度利用率低，不宜选用。弟一种加固办法适用于截面高度较大的梁，第二种加固办法适用于截面高度较小的板或扁梁。

这主要是因为对板或扁梁而言，在碳纤维未到达很高的拉应变时，构造就能够因为变形过大而损坏。详细界限取决于碳纤维极限拉应变和加载方法。

c.抗扭疑问

对于用碳纤维材料进行混凝土构造的抗扭加固，目前国内外进行的研讨很少。从混凝土构造的受扭损坏机理上看，不管使碳纤维的纤维方向垂直于轴线，还是平行于轴线，均能够束缚改变斜裂缝的发展，起到一定的加固作用。

可是，因为用碳纤维进行加固时，一方面构件裂缝现已构成，裂缝散布现已断定;另一方面因为碳纤维的极限应变可高达10000με以上，而普通钢筋应变不到2000με即已屈从，若应变加到4000με以上时混凝土裂缝宽度已展开很大，必定开端向其他表面发展，构造即已接近损坏，而此刻碳纤维所能到达的应力能够还很低，因而碳纤维布加固受扭构件的作用有必要经过进一步研讨断定。

三、碳纤维加固效果

我们选择碳纤维布对学校、商场、家庭等进行加固，就是为了生命财产的安全。所以，选择碳纤维布的弟一个要求就是：安全。

碳纤维加固到底安不安全?可不可靠?能否达到加固效果?有什么样的标准?怎样去鉴定?

《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》(GB 50728-2011)中，对碳纤维复合材料安全性鉴定的检验项目及合格指标做出如下规定：

按照国家标准对碳纤维布的要求，对自家生产的碳纤维加固材料送往检测机构进行检测，结果如下：

我们可以从报告中看出，对碳纤维布的安全性鉴定，主要从抗拉强度、弹性模量、伸长率、弯曲强度、层间剪切强度、与基材正拉粘结强度、单位面积质量等几个方面进行。

四、碳纤维布加固房屋寿命有多长?

要谈论碳纤维加固的寿命，首先要看影响碳纤维布耐久性的因素，小编认为有以下几点：

1.碳纤维丝品质差异。

相关规定明确表示：碳纤维复合材用的纤维必须为连续纤维，其中作为承重结构加固用的碳纤维，必须选用聚丙烯腈基(PAN基)15K及15K以下的小束丝纤维，严禁使用大束丝。不同生产厂家的碳纤维丝品质也有差异。

2.除碳纤维丝品质有差异外，编织碳纤维布用的编线质量也有很大的差异。

目前市场上固定及封边的编线有热熔线、棉线、玻璃纤维、尼龙线等。而youzhi碳纤维布，均使用热熔线。

(热熔线是一种经加热可熔融的聚合物制成的线状连结材料，装订时温度可达到150℃，好的热熔线可以耐四五百度的高温。)而一些无良商家，采用普通棉线代替热熔线，以节约成本。外观上差别不大，但是在耐高温、耐疲劳性等方面都相差甚远。

3.加固环境的恶劣程度对材料的影响

相关机构对碳纤维复合材在多种典型环境下(有水环境、酸性环境、碱含量较高的环境)的耐老化性能进行了试验。试验将碳纤维布及碳纤维布复合材在典型环境中浸置10d、20d、30d、40d、50d、60d后，取出晾干，然后进行拉伸试验。

试验结果表明：碳纤维布在未加防护的前提下，在有水、酸溶剂、碱溶剂中浸泡60d后，其力学性能(弹性模量、抗拉强度、伸长率)降低数值很小。这表明，碳纤维布在这几种介质中具有良好的耐久性。

但是，对于港口、码头等近海水地域的建筑加固，碳纤维因为处于海水浸泡的特殊环境中，不可避免的受到海水的物理和化学侵蚀。此外风浪、冰块的撞击，冻融循环等，也对碳纤维布造成少许伤害。

同时，试验表明，碳纤维本身对介质的耐久性很好，而碳纤维加固对介质的耐久性主要取决于碳纤维结构胶的耐久性能。

综上所述，碳纤维布的耐久性很强，但目前无法准确估量，业内也没有明确的检测数据能标明碳纤维布的使用年限。

但是，国家规范对碳纤维结构胶使用年限设为50年，碳纤维布作为碳纤维加固的主体，寿命肯定是超过50年的。

这里的碳纤维布指的是正规厂家生产的符合国家标准的youzhi碳纤维布，那些劣质碳纤维布寿命不仅达不到50年，还会大大降低建筑的使用寿命，给生命财产安全留下隐患。因此，选择好的碳纤维系列产品很重要。

五、碳纤维加固是zui好的加固方法吗?能否被代替?

对加固来说，加固方法的选择没有zui好，只有更好。碳纤维加固的成熟性多少年来已经过无数大型工程验证，今天，我们可以放心的选用它在合理的范围内加固构件。

当然，时代在进步，社会在发展，任何产品都需要更新迭代才能适应实际工程遇到的问题。碳纤维因其本身的应力滞后，使其强度总不能充分发挥，这是它的局限性所在，也是其成为zui好加固方法的阻碍。

至于其能否被代替，我们不能妄言，一切都是不可知的。我们能做的，只有不断努力使其加固效果越来越好。