碳纤维维加固结构的原理

　　一、碳纤维复合材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点，其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固改善混凝土结构所用碳纤维复合材料主要分为两种:碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，某些（如高弹性）碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，枣庄碳纤维布价格是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。

　　二、碳纤维加固结构的作用

　　1.提高结构抗剪切能力。碳纤维包覆柱或墩时，由于碳纤维的横向约束作用使柱或墩的受力状态发生变化，进一步提高了抗剪切能力。特别时发生地震时，能有效地防止柱或墩出现脆裂性破坏。

　　2.加强结构抗弯曲能力。一般把碳纤维布粘在梁或板的底部后，当梁或板出现弯曲变形时，碳纤维布与梁或板内部的联合承受力，共同发挥作用，可有效地增强梁或板的抗弯曲能力。

　　3.增长结构使用寿命。由于碳纤维布包覆混凝土结构提升了结构的延伸性和承受力，同时又对建筑结构有防护作用，因此可以增长结构的使用寿命。

　　三、碳纤维加固在建筑结构加固中的应用

　　1.  碳纤维材料结构加固适用范围

　　2.  碳纤维材料可应用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、烟囱、筒体、壳体等结构部位；另外，砖砌体的某些力学性能也可以通过碳纤维材料进行加固。具体说来适用范围如下:利用碳纤维材料加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固；构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼房增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板裂缝加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥改修加固和水塔加固等等。

　　2.碳纤维片材可选用以下方式对建筑结构进行加固

　　在梁、板构件的受拉区粘贴碳纤维片材进行受弯加固，纤维方向与加固处的受拉方向一致；选用封闭式粘贴、U形粘贴或侧面粘贴对梁、柱结构进行受剪加固，纤维方向应与结构轴向垂直；采用封闭式粘贴对柱进行抗震加固，纤维方向与柱轴向垂；当有可靠依据时，碳纤维片材也可选用其它形式或其它受力状况的混凝土结构进行加固；采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时，应依据国家现行有关标准采用以概率理论为基础的极限状态设计法进行承载能力极限状态计算和正常使用极限状态验算；钢筋和混凝土材料，依据检测获得的实际强度，依据国家现行有关标准确定其相应的材料强度设计指标；碳纤维片材应依据构件达到极限状态时的应变，按线弹性应力应变关系确定其相应的应力；碳纤维片材应选择厂家提供的不低于95%保证率的极限抗拉强度作为抗拉强度标准值；当使用粘贴碳纤维片材对结构或构件进行加固时，应考虑加固后对结构中其它构件或构件的其它性能可能带来的影响。如果不能在完全卸载条件下进行加固，应考虑二次受力的影响；在受弯加固和受剪加固时，被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级不应小于Cl5.使用封闭粘贴碳纤维片材加固混凝土柱时，混凝土强度等级不应小于C10.

　　碳纤维在顺纤维方向具有很高的拉伸强度和疲劳强度，而抗压和抗剪强度相对较低，因此主要适用于混凝土结构构件受拉区域的加固，尤其适用于桥梁等承受动荷载的大中型结构的抗震加固和承载力加固，但因碳纤维布可以加工成圆形或U 型，从而也可以用于混凝土构件的抗压和抗剪加固;由于碳纤维布具有较高的比强度和比模量，可以改善构件的延性;对于使用空间较小的加固现场，使用碳纤维布进行结构加固是一种理想的方法，因为这样不会减少使用空间;对于同时需要提高耐久性的结构构件来说，应用碳纤维布进行加固也是一种有效的方法，因为碳纤维布既可以提高构件的承载力，又不易老化，耐腐蚀，起到了保护结构的作用。碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的加固技术，枣庄碳纤维布主要用于混凝土结构的加固与修补工程。碳纤维材料与树脂粘接剂第一节混凝土加固修补用碳纤维材料普通碳纤维足以聚丙烯腈(队N)或中间相沥青(MPP)纤维为原科经高温碳化制成，碳化杆度决定着诸如弹性模量、密度与导电性等性能。H前，用十混凝土结构补强加固的碳纤维材料种类较多，其分类方法也多种多样。一、按形式分类图2-1足碳纤维材料的儿种主要形式。(aJ八材(b)棒材(c)格状材图2-1碳纤维材料的主要形式(1)片材(包括布状和板状)一般通过环氧树脂类粘接剂粘贴于混凝-上受拉区表面，是用于结构加固修复最多的一种材料形式。其中布状材料的使用量最大，但由于板状材料的强度利用效率较高，近几年来使用量增长很快。碳纤维布的材料特性及优点