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碳纤维加固技术,在建筑领域的前景如何?
来源:沈阳固得力特种建筑工程有限公司 发布时间:2021/5/24 15:01:56
      碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史遗留问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。
碳纤维加固
      碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为新型的补强材料,而备受青睐和关注。
      (1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。
      (2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。
      (3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。
      (4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。
      (5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。

      碳纤维材料对于建筑工程的加固维修主要就是对其的抗弯加固,即碳纤维材料与钢筋混凝土,共同承担荷载,从而提高建筑物的承载能力。其次就是对于建筑工程的抗剪加固,即用碳纤维材料约束混凝土,从而减少混凝土在剪力作用下出现裂缝以达到提高抗剪强度的作用。另外还有就是对于建筑物的抗压加固,即利用碳纤维材料本身的特性来约束建筑物混凝土的径向变形,从而提高混凝土的抗压强度。将碳纤维材料与建筑材料结合,可以有效地提高建筑材料的抗弯、抗剪和承载能力,碳纤维和建筑材料可形成整体受力结构,碳纤维的存在有效分散了载荷。

      碳纤维加固补强主要特征有四个方面: 
      其一、碳纤维加固补强技术的拉伸强度更高。外包钢加固法是加固混凝土的传统方法,其技术逻辑是利用钢材的强度增强混凝土抗拉强度。碳纤维布是采用复合材料制作的加固材料,其抗拉强度可达到7.0 GPa,是普通钢材的 12倍。
      其二、碳纤维加固补强技术的抗腐蚀性更强。在潮湿、酸性高的环境下,钢材等加固材料极易受到腐蚀,因此其使用范围受到了较大的限制。碳纤维加固补强技术并未使用金属材料,因此其具有较强的抗腐蚀性,并可在充满化学气体的环境下长期使用。
      其三、该技术可实现无缝隙加固。钢材金属类加固材料的弯曲度较差,拐角、凸起等部位极易出现缝隙。碳纤维布是柔性材料,因此其可应对复杂的建筑结构,从而使建筑物的受力更加均匀。
      其四、施工流程更加便捷。碳纤维材料的占地面积较小并且重量较轻,因此其搬运过程不需要耗费过多的人力。同时碳纤维材料不需要提前塑型,因此其操作设备较少,施工人员可以三人为一小组。

      适用范围
      碳纤维加固技术可以应用在建筑工程中的各个部位,进而对其进行维修加固,保证建筑工程的质量和安全稳定性。
      广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。
      混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
      隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。
      受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。