碳纤维材料加固技术在工业建筑中应用

碳纤维材料加固技术在工业建筑中应用

曹沛

山东省邮电规划设计院有限公司山东济南250101

摘要：随着社会的快速发展，在新的机遇和挑战，工业建筑的建设，具有很好的稳定性，在过去的施工性能好，采用增大截面法、钢筋等方法，但是，根据实践表明该方法具有不同的缺陷。例如，耗时，对工作环境的要求更高。近年来，随着科学技术的进步，各种新材料和新技术在工业建筑中的应用，碳纤维材料就是其中之一，本文主要针对碳纤维材料加固技术在工业建筑中应用进行简要分析。

关键词：碳纤维材料；加固技术；工业建筑；应用

1碳纤维材料的特点

1.1抗拉强度、弹性模量高

与普通钢相比，比碳纤维材料的拉伸强度提高10倍，七月弹性模量的1-2倍，碳纤维材料的实际应用产生的过程，它可以保持良好的施工性能，成为很长一段时间，加固和修复阶段的材料，在工业建筑中，混凝土和碳纤维增强材料的技术配套树脂。

1.2施工简单

修复和加固建筑，采用碳纤维材料，施工简单、周期短的加固技术，并具有防水性能，耐腐蚀性好，能有效提高工业建筑的施工质量，施工裂缝的预防问题

1.3建筑美学效果好

在碳纤维材料加固技术的应用，该树脂具有流动性，所以在应用的过程中，它是不受限制的形状的影响，在实际应用中具有很好的灵活性，可着色，从而达到建筑美学的要求。

2碳纤维材料加固设计原则

一般来说，在碳纤维的设计我们通常采取沿主轴组件和碳纤维的垂直方向加强产业建设，主要目的是实现碳纤维和箍筋的抗剪能力共享来提高剪切组件，是实现沿CFRP筋的主轴部件的垂直方向提高延性的部位，改善结构的抗震性能，提高构件的抗弯承载力。利用碳纤维材料优良的力学性能，通过限制混凝土的形式，改变原结构在反复循环荷载作用下的变形能力，达到加固加固的目的。

3碳纤维材料的加固技术

对于实际的形式板碳纤维加固工程，因此加强主要在板材领域对碳纤维的研究现状，主要包括以下几个方面：用手拉面条的成分对粘贴碳纤维片材，研究抗弯性能增强；碳纤维布加固研究剪切元件的性能研究剪切带的部件；压柱的加固构件，研究抗压加固构件的性能；在循环荷载作用下，钢筋混凝土构件的抗疲劳性能等。

3.1抗弯加固

利用碳纤维布来进行抗弯加固很大程度上是应用碳纤维的抗拉承载力较高的特性,把碳纤维布贴在构件受拉面,使它和混凝土共同来承受荷载,来提高构件受弯的承载力,达到加固补强之作用。赵彤等人利用9根碳纤维布来加固补强钢筋混凝土梁之试验,主要是研究碳纤维布的用量对钢筋混凝土梁的受弯性能的作用与影响。从现有相关的文献上看来,对碳纤维布加固效果有影响的主要因素是:碳纤维布用量,混凝土强度,加固区段的范围,配筋率,碳纤维布的端部锚固的情况及加固之前构件受载的情况等。

3.2抗剪加固

抗剪加固是将碳纤维布粘贴在构件的截面上，与箍筋起类似作用，以提高构件的抗剪强度。钢筋的原理是用碳纤维布约束混凝土来减少剪切裂缝的发展和开裂。赵同等。通过改变剪跨比、配箍率、碳纤维布、布宽、布层等相关参数，对12块试件的抗剪强度进行了系统试验研究。试验结果表明，梁的配箍率较低，通过承载力降低的程度更大的改善；同时，在相同的实验参数，在其他情况下，大跨度梁的抗剪配筋率，比较明显的加固效果，从斜拉脆性损伤变形破坏形式为一个稍微好一点的剪压破坏性能；碳纤维布纤维布层数、间距较大或较小的宽度，加固梁的抗剪承载能力提高，在CFRP情况相同的量，小间距方案要优于条层法。试验还指出，使用碳纤维布加固梁时，碳纤维之间的距离不宜过大，否则不仅具有良好的补强效果，还能降低原构件的抗剪能力。

3.3抗压加固

CFRP加固混凝土受压构件可以分为2种方法：A.是整体环向包，而B.是一种环向包扎。受力机理是利用碳纤维的周向和高抗拉强度抑制受压构件的径向变形，以提高受压构件的承载力。在柱状碳纤维布包裹的轴压试验研究由赵海东等人表明，加固钢筋混凝土柱的极限承载力和延性随着振幅的增加而明显增加，而碳纤维布层和相关规范，并最终破坏形式往往是在柱角纤维布被剪坏。突然，但破坏前的声音报警，使破坏的可预测性，并提出计算方法的极限承载力钢筋混凝土柱轴向碳纤维布。

3.4抗疲劳加固

碳纤维加固混凝土梁板的变形和疲劳强度Inoue研究。试验结果表明：与未加固梁相比，加固梁的挠度和裂缝宽度减小，抗拉强度与混凝土和梁静疲劳极限强度提高，CFRP板加固法、粘钢也可有效地提高混凝土梁的疲劳性能。

4碳纤维材料加固设计应用

随着经济全球化的发展和我国碳纤维加固技术在工业建筑材料在实际工程中的应用进展或更多，主要用于钢筋混凝土梁的弯曲和剪切钢筋，柱的配筋，钢筋和楼面板。它不仅可以加固钢筋混凝土结构，而且可以加固砌体结构、钢结构等。

4.1注意事项

在需要注意加强刷牙时找平，找平材料应选择具有相同的调制的底胶，底胶滚筒刷刷牙时要均匀，与混凝土表面无缺仔细刷加固构件的需要，刷边应大于粘贴碳纤维复合材料的界面。待下胶干透后，再检查表面，如瑕疵、凸点等，用整平胶、刮、补、修。在水泥结构的末端，应检查表面是否有不平整。如果适用，用砂纸打磨。在维修部门，维修应在24小时后进行，施工后应确保不受外界干扰和影响。

4.2施工加固措施

首先，应遵循表面处理、涂刷底胶、修补找平、配制胶料、粘贴碳纤维和保护表面的施工工艺。第二是清洗碳纤维板上厚度不小于2m的粘合树脂，然后用碳纤维板进行手工压紧，确保树脂从两侧溢出。碳纤维布平行粘贴时，两道板之间的间距不应小于5m；第二，明确混凝土构件的混凝土表面缺陷和凸形抛光混凝土板的混凝土构件表面。第三、施工时应确保温度要求大于5度，小于35度，且构件混凝土表面含水量小于或等于4%，相对湿度小于85%。

4.3混凝土处理。在施工之前要把混

抛光的混凝土表面，露出混凝土结构层完成；屋架施工必须打磨成角球弧R大于150m，同时与找平材料处理；冬季低温施工，在混凝土表面粘贴碳纤维预热第一，施工过程中确保粘贴的温度超过5°C的位置。

4.4屋架端腹杆施工。先用加固量

ρcfs代入本构关系，求出峰值应力σp，最后经复核在这种加固方式下R/γoS满足要求。考虑在端部下弦节点处沿水平和竖直两个方向各缠绕两层碳纤维，这样可以弥补配箍量的不足，

4.5屋架下弦杆件施工

在下底面粘贴一层碳纤维长度可以满足承载力的要求，因为在端节点在四缠绕碳纤维，碳纤维能发挥其抗拉强度高的特点，拉伸强度增加下弦杆的承载能力，提高下弦的耐久性，达到双重加固的目的。

4.6案例分析

我们以某化工企业厂房设计来说。为不增加楼板的荷载，我们在设计的底部加了一个钢梁底座，目的是把荷载传递到四周的混凝土梁上，经过分析需要对梁体进行加固。具体图示如图1所示。

5结束语

综上所述，结构简单的拉伸强度和弹性模量高，碳纤维材料，对建筑的审美优势，效果好，已广泛应用于工业建设，加强实际应用的建设，需要做好以下几项工作：碳纤维加固的设计与施工加固措施，具体措施，屋架施工结束支撑建设，确保其应用效果，促进建筑业的发展。

参考文献

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[2]贾军波，吕令毅，贾志斌.碳纤维材料加固技术的应用研究[J].建筑技术开发，2016（04）.

[3]吴方志.FRP复合材料在土建结构工程中的应用与推广[J].福建建筑，2015（S1）.