粘贴碳纤维加固混凝土技术是通过树脂胶结材料将纤维增强复合材料粘贴于混凝土表面,通过两者的共同作用达到加固补强、改善受力性能的一种结构外部加固技术。
粘贴碳纤维加固特点:
首先,碳纤维加固最突出的优点是具有高比强度,即轻质高强,碳纤维加固基本不增加原结构重量,不影响结构外形。其次,碳纤维具有良好的耐腐蚀性及耐久性,可以抵抗不同环境下的化学腐蚀,这是传统建筑结构材料难以比拟的。
同时,碳纤维具有可设计性,即通过使用不同纤维种类、控制纤维的含量和不同铺层方向等方法可以设计出不同强度、不同弹性模量和不同性能的碳纤维产品,且碳纤维产品成型方便,形状可灵活设计。
目前纤维增强复合材料加固混凝土结构技术主要有粘贴纤维增强复合材料加固、预应力碳纤维布加固技术和纤维增强复合材料嵌人式加固技术,其中粘贴纤维增强复合材料加固应用最广,技术也相对成熟。
与传统的加固技术相比,粘贴碳纤维加固在施工方面也具有特色。其一,施工过程很少湿作业,基本无需大型施工机具,占用场地少;其二,由于碳纤维材质轻,将其与棍凝土粘贴时无需采取加压固结措施,施工方便、快捷,施工效率高。有关统计资料表明,同为外部粘贴加固,普通粘贴纤维增强复合材料加固是粘贴钢板加固施工工效的4一8倍。
碳纤维加固技术适用于修复房屋和一般构筑物的混凝土结构因设计失误、施工错误、材料不符合要求及结构使用功能的改变引起荷载的增加,或因遭受火灾、水灾、风灾及地震灾害使结构和构件遭到损坏等各种结构病害情况。适用于对钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压和受拉构件的加固。不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋配筋率低于现行国家标准《混凝土结构设计规范》( GB 50010)规定的最小配筋率的构件加固。
也不推荐将碳纤维加固方法用于小偏心受压构件的加固,由于纤维复合材料仅适用于承受拉应力作用,而且小偏心受压构件的纵向受拉钢筋达不到屈服强度,采用粘贴纤维将造成材料的极大浪费。
目前对于房屋建筑工程、铁路工程、公路桥梁工程、港口工程和水利水电工程的混凝土结构采用碳纤维加固已有很多成功的工程范例。同时,国内外研究和工程经验表明:对砌体结构、钢结构、木结构等也可以采用碳纤维进行加固,但应结合结构具体情况和《混凝土结构加固设计规范》( GB 50367)的规定执行。