1、碳纖維及其性能概述

 

碳素纖維又稱碳纖維，學名叫“聚丙烯晴基碳纖維。碳纖維還具有有良好的耐疲勞性、軸向強度高，它的比熱及導電性介于金屬和非金屬之間，熱膨脹系數小，無蠕變，耐腐蝕性能優良，除此之外碳纖維更有良好的生物相容性、吸能減震性、敏感性等。由于碳纖維也存在著它的不足之處，例如它耐沖擊性較差，容易與強酸發生氧化反應，與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此，碳纖維在使用前須進行表面處理。

2、碳纖維加固技術概述

碳纖維加固技術是指通過高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面，使兩者共同工作，提高結構構件的（抗彎、抗剪）承載能力，從而加固建筑物。碳纖維加固技術應用廣泛，適用于各種結構部件，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構。

3、碳纖維加固施工工藝流程及施工工藝要點

3.1混凝土進行表面處理。在進行施工前，首先要將混凝土表面清理干凈，特別是混凝土發生破損、殘缺的部分，然后，將混凝土表面鋼筋的部分，缺少特殊構件的部位進行復原和修補。修補完成后，對于混凝土表面的裂縫進行處理，一般情況下，縫寬在0.2mm以下時，運用環氧樹脂涂刷其表面進行密封；對于縫寬大于0.2mm的裂縫來說，用環氧樹脂進行澆灌來填補裂縫。下一步進行打磨，用工具將構件的表面凸出的部分，包括模板的接搓和混凝土的構件交接的地方進行打磨，保證處理后的混凝土表面光順，最后，將處理后的構件進行清洗，然后在通風條件下干燥。

3.2涂刷基底膠。為了使碳纖維布與混凝土表面的粘結更加有力，應采用主劑：固化劑為3：1的基底膠，這樣效果最好，然后將配好的底膠（粘結劑），用滾筒均勻涂刷于需要粘結的混凝土表面。

3.3碳纖維布粘貼。在確認粘貼表面干燥后再粘貼碳纖維材料，在需粘貼碳纖維布的部位均勻涂抹調制好的材料粘結劑，厚度應滿足設計要求。在粘貼碳纖維的邊緣部位不得漏刷。要在搭接、混凝土轉角等部位應多涂一些。然后進行粘貼，在碳纖維和樹脂之間避免空氣的進入，為了加強碳纖維的粘貼效果，可以通過羅拉在碳纖維上滾壓的方式將樹脂滲透到碳纖維中。最后，在其干燥后用水泥砂漿抹面保護。

4、碳纖維加固技術與多種材料加固技術在某賓館改造項目中的綜合應用實例及其啟發

本工程原為某市賓館（此次改造升級后做為星級酒店配套建筑）建筑面積約6300平方米，建筑物總長為54.6m，總寬度為21.9m，六層磚混（局部內框架及底層部分托梁）樓房，樓層總高為18m，每層層高均為3m，基礎形式為C20混凝土條形基礎。墻體一至二層采用Mu10機磚，M5混合砂漿，三～六層采用Mu7.5機磚，M2.5混合砂漿砌筑。墻厚為240、120兩種，240墻體為承重墻，120墻體部分承重墻。樓板為現澆砼樓板，樓板板厚為120～80CM，板筋采用I級鋼。本工程竣工時間為1995年。使用年限已近20年。

4.1鑒定結果

（1）砼柱：該建筑部分砼柱表面出現峰窩、麻面現象；一層柱9、C軸和9、E軸在原加固過程中，縱筋連接方式不當，未伸入到上部砼構件內且采取有效的錨固措施。（2）砼梁：該建筑部分雨篷梁出現垂直貫穿裂縫；9～11部分軸砼梁出現裂縫；底層2軸、4軸部分大梁支座處因承重墻體大開洞，墻體局部受壓不滿足規范要求。（3）圈梁：該建筑部分圈梁因開洞導致不連續。（4）磚砌體：該建筑多處磚砌體和砌筑砂漿風化嚴重；多處墻體弓凸、外鼓、嚴重變形，出現松動、脫落等現象；較多墻體砌筑方式錯誤，未采用丁砌砌筑方式；所有管道井及部分承重墻體破壞嚴重，基本失去承重作用；六層部分墻體出現明顯裂縫，外墻滲水嚴重；部分墻體磚塊之間用建筑垃圾填充；五、六層墻體多處使用欠火磚等。（5）砼樓板：該建筑所有衛生間樓板板底均出現混凝土保護層脫落、露筋、鋼筋嚴重銹蝕等現象；部分樓板板底出現混凝土離析現象，局部破壞嚴重；部分樓板滲水。

4.2加固方案。加固方案主要考慮加強房屋整體性和對強度不足構件進行補強處理下兩個方面。具體措施如下：

（1）加強房屋整體性措施

①建筑四周陽角。由于本房屋未設置構造柱，故在房屋各陽角處設置以下措施代替構造柱作用：墻體鋼筋網在墻角500范圍內豎向分布筋采用Φ10加密@100，加設L型水平筋Φ6@100總長1200與墻體鋼筋網焊接。

②圈梁。局部圈梁被開洞不連續處應用高標號細石砼填塞后在圈梁上下兩側表面采用2Φ12長1200穿過橫墻與墻體鋼筋網片焊接。

（2）對強度不足構件補強處理措施

①墻體：（1）240厚墻體：雙面均采用單層鋼筋網片（Φ6@300×300）M10水泥砂漿補強。（厚30-40）；（2）120厚承重墻體：采用鋼筋網（Φ6@300×300）M10水泥砂漿補強。（厚30-40）；（3）120厚非承重墻體：（即僅從二層以上有衛生間處的120厚墻體）拆除重新砌筑。

②梁：二層，三層在5～8軸xA～F軸處功能由會議室改為套房增加隔墻，該部位梁板采用碳纖維加聚合物砂漿進行加固。

③樓板：走廊板和局部功能改變處板板頂（如會議室改為套房）采用高強鋼絞線30厚聚合物砂漿加固。板底采用碳纖維布加固。

④其它：經相關材料強度檢測后需補強構件