浅谈碳纤维加固的特性及加固原理

　　碳纤维加固是房屋加固改造工程广泛应用的加固方法之一，其加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对原结构进行加固处理以达到加固补强的目的。碳纤维增强聚合物是一种新型的高强度材料，首次使用在航空航天等高科技领域。近年来在土木工程领域的研究和应用得到了迅速发展。与传统的结构加固方法，碳纤维加固技术是一种新型高效的加固修复技术，它具有强度高，效率高，施工方便，使用范围广等优点。碳纤维加固技术是利用改性环氧树脂胶凝材料碳纤维片材粘贴在混凝土表面结构，从而加强和改善其受力性能的。该技术在美国，日本和其他发达国家成熟的使用，在十九年末开始到90年代国内碳纤维加固技术的研究和应用，虽取得了一定的成绩，但还没有形成系统的理论。

　　碳纤维加固技术应用于各种结构类型，各种结构件的加固和修复，如梁，板，柱，屋架，桥墩，桥壳，壳结构，要求，混凝土强度等级不低于C 15能;此外，砖砌体的某些机械性能也可以用碳纤维加固。

一、碳纤维材料特性

　　碳纤维增强复合材料加固用的基本材料是高强度和高弹性模量的碳纤维束，单向，与环氧树脂浸渍固化碳纤维板或树脂浸渍固化碳纤维布，统称为碳纤维片材。本片用特制的糊树脂或浸渍树脂粘贴在混凝土桥梁需要加固的部位的表面，固化后的树脂和原来的部分形成一个新的受力复杂，一起工作。

1、碳纤维片材;

　　一种碳纤维板材的拉伸强度(2400 ~ 3400)，与普通碳钢抗拉强度相比240 MPa，片材的拉伸强度很高。

　　碳纤维板材的材料板材力学性能不同的弹性模量，碳纤维片材根据力学性能的高强度和高模量，分为三种类型的中等模量。高模量碳纤维布的弹性模量高，但伸长率较低。

　　与此相反，碳纤维板材低单位重量比，表明碳纤维片材打火机。碳纤维化学结构稳定，本身是不受酸、碱、盐化学腐蚀，良好的耐寒性和耐热性。

2、配套的树脂粘合剂;

　　混凝土结构补强树脂系统包括一支撑底涂料，用来穿透混凝土表面，促进结合并形成持久的接口;腻子，用来填补空隙的整个表面，形成一个平坦的表面，以便使用碳纤维片材;浸渍树脂或树脂，前者为碳纤维布贴，后者为碳纤维板粘贴。

二、碳纤维布加固原理

　　结构加固用碳纤维材料具有优异的力学性能，抗拉强度的建筑用钢材的10倍以上;然而，碳纤维材料编织碳纤维布，其中的碳纤维丝是难以完全一起工作，在较低负荷下，一部分高应力水平的碳纤维线**次达到其抗拉强度和退出工作状态，等等，碳纤维丝逐渐断裂，直到整个损伤。虽然使用粘合剂，碳纤维可以一起很好的工作，大大提高了抗拉强度的碳纤维布，碳纤维加固，首先必须使碳纤维布，碳纤维线可以一起工作，因此粘结剂对碳纤维布加固方面起着至关重要的作用，它必须保证碳纤维一起工作，同时确保碳纤维布和结构共同工作，从而达到加固的目的。