1、引言
碳纤维布加固法是一种新型的结构加固技术。它利用树脂胶结材料将碳纤维布粘贴在混凝土表面,与结构形成整体应力系统,提高钢筋结构的弯曲或剪切能力,从而加固结构,提高结构应力性能。
碳纤维布加固法始于20世纪80年代美国、日本等国家,是国际土木工程领域发展研究的热点。中国直到1997年才正式开始研究碳纤维加固技术,并于1998年开始了实际的工程应用。
2.碳纤维加固特性
强度高
碳纤维布加固法与传统的混凝土结构加固技术相比,具有明显的优势:
碳纤维材料具有优异的物理力学性能,抗拉强度高于普通钢材的10倍,非常适合钢筋混凝土结构的加固;
轻质柔软,适用范围广,施工方便,特别是在不中断交通的情况下;
加固厚度小,不增加原结构的恒载,特别适用于建筑高度有限的加固;
还具有良好的耐久性和耐腐蚀性。
不增加恒载及断面尺寸
碳纤维布的自重仅为200~300克/平方米,设计厚度为0.111—0.167mm,此外,环氧树脂系列粘结材料的重量也很轻,对整个结构重量和桥下空气净化的影响很小,可以忽略不计。同时,碳纤维布可以多层粘贴。根据加固的要求,碳纤维布可以重叠粘贴在一个部分,以充分满足加固的要求。这一优点是传统加固方法无法比拟的。
施工简便
碳纤维布柔软,无形状要求,无预制材料、大型施工机械和现场固定设施,工期短。
碳纤维布加固不会对原结构造成新的损坏。碳纤维布加固系统采用碳纤维胶粘材料粘贴,无需设置锚固和开挖混凝土,不会对损坏的结构造成新的损坏,避免钻孔时与结构中原有钢筋和预应力素发生冲突造成新的问题。
能有效封闭混凝土裂缝
碳纤维布(片)粘贴在混凝土表面,不仅封闭了混凝土裂缝,而且限制了混凝土结构裂缝的产生和扩展,改变了裂缝的形状,使宽而深的裂缝成为分散的细裂缝,从而提高了混凝土构件的整体刚度。
碳纤维布具有优异的耐化学腐蚀性
碳纤维布是一种复合材料,几乎没有腐蚀性合材料,具有良好的耐热性。它不仅能承受水泥的碱性侵蚀,而且在经常被盐侵蚀和其他腐蚀性环境中使用时具有较长的寿命(200年)。因此,碳纤维布加固法在不利环境下比其他方法更具优势。
不影响结构的外观
碳纤维布的厚度很薄。粘贴固化后,表面还可涂一层与原结构外观颜色一致的涂层,不影响结构外观。