碳纤维加固用于混凝土结构加固和修复,起源于20世纪80年代的日本和美国发达国家。该技术在中国出现较晚,直到20世纪90年代相关部门才开始研究和使用碳纤维加固技术。但目前,随着我国交通经济建设的快速发展,钢筋技术也发展迅速,越来越成熟,包括碳纤维钢筋、粘钢钢筋、玻璃钢筋等一系列钢筋技术。碳纤维钢筋和粘钢钢筋是工程中更重要的钢筋施工方案,两者都有自己的优点,在许多工程中使用。
碳纤维加固的原理是将高抗拉强度的碳纤维预浸成复合增强材料,沿拉伸方向或垂直于裂纹方向粘贴在钢筋结构上,形成新的复合材料,使增强粘贴材料与原钢筋混凝 增加结构的抗裂性或抗剪性,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延展性。
简单地说,这是一种非常简单和优秀的加固方法,将环氧树脂胶粘贴在室温狭窄的混凝土结构表面,使两者作为一个新的整体,共同应力。
随着材料科学的发展,纤维材料在土木工程中的应用已成为国内外研究的热点。纤维材料中的碳纤维具有加固混凝土结构的技术优势:
1.高效高强度(可充分利用其高强度、高模量的特点,提高结构和构件的承载力和延性,提高应力性能,达到高效加固的目的)。
2.耐腐蚀性和耐久性(碳纤维材料的化学性能非常稳定,不与酸碱盐等化学物质反应)。
3、基本上不增加结构尺寸和重量(与传统的粘性钢筋不同,碳纤维质量轻薄,因此碳纤维钢筋可以设计和使用,而不增加部件负荷)。
4.广泛使用(碳纤维是一种柔性材料,轻薄,可任意切割)。
5.施工方便(节省空间,施工简单,无现场固定设施,主要工具只需砂轮切割机、角磨机、滚刷等,~4台可满足工程要求)。
6.不受原结构形状的限制
碳纤维作为划时代的补强材料,因其上述特点而备受青睐和关注。