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碳纤维加固技术

碳纤维增强复合材料(FiberReinforcedPlastics或FiberReinforcedPolymer简称FRP)是一种性能优异的复合材料，它具有高强高效，防腐耐久，施工便捷等特点，已被国内外土木工程领域的研究者和工程师广泛接受。例如在新的建筑及桥梁结构中的应用以及被用作补强加固材料等。土木工程领域通常应用的FRP复合材料从材料上分主要有：碳纤维(CFRP)，玻璃纤维(GFRP)和芳纶纤维(AFRP)。碳纤维：用于土木工程结构的碳纤维产品主要选用由PAN基碳纤维原丝制成，碳纤维原丝纤维方向的抗拉强度可达普通碳素钢材的十几倍，而高弹模碳纤维的弹性模量可达钢材的2-3倍。具有较高的防磁和防辐射性能，用于制造隐形飞机，防磁和防辐工程。玻璃纤维：是出现较早的高性能纤维，已在各种领域中有广泛的用途，其中用途较多的形式是玻璃钢制品。玻璃纤维的最大优点是价格便宜。芳纶纤维：是采用有机材料制成的高性能纤维，除具有较高的强度外(纤维原丝强度也可达钢材的5倍)，还具有很大韧性和耐久性(耐候性、耐水性碳纤维加固施碳纤维布加固施工工艺。

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。目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。

碳素纤维加固材料是高强度碳纤维单向排列，用微量的树脂浸渗后作为混凝土的修复补强材料，其抗拉强度大约是钢筋的10倍，并且具有重量轻、高弹性、高强度、高耐久性等特性。目前常用的碳纤维加固材料有国产的上海同砼，北京703,海宁碳布，进口的有日本东丽，台湾重亿，美国赫氏Hexcel,新日本石油……等。

混凝土结构加固方法与技术： 混凝土结构的加固分为碳纤维加固、粘钢加固、加大截面加固、置换混凝土加固、外包钢加固，粘贴碳纤维布加固、绕丝法加固、锚栓锚固加固、预应力加固、增加支承加固、托换技术加固、灌浆、嵌缝封堵加固、裂缝修补设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
直接加固的一般方法有：
1、加大截面加固法该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、置换混凝土加固法该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3、有粘结外包型钢加固法该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
4、粘贴钢板加固法该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
5、粘贴纤维增强塑料加固法除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
6、绕丝法该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。
7、锚栓锚固法该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。