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碳纤维布加固混凝土构件的探讨

世界上经济发达国家的城市建设大体上都经历三个阶段,即大规模的土木设施新建阶段、 新建与维修并举阶段、重点转移向旧建筑维修阶段1 目前各经济发达国家的基本建设已趋完 成,现逐渐把建设重点转移到旧建筑物的维修、改造和加固方面1 我国目前还处于第一个和第 二个阶段,但在建国初期所建的建筑已进入老龄期,所以,需要修复老化和受损结构同时加固由 于设计原因、施工原因造成的建筑物先天不足的结构1 用传统的材料进行加固往往效率相对较 低,机械化程度要求较高,而且通常会出现耐久性问题1 碳纤维布以其优异的性能,现已应用于 许多土木建筑加固修复中,成为土木工程应用的一个热点1 碳纤维布主要优点是:抗拉强度高, 约为普通碳素钢的十几倍,弹性模量是钢的1~1. 4 倍,比重为1. 8g/ cm3 左右仅为钢材的1/ 4 , 用于加固时基本不增加原结构的自重,又因为碳纤维布是柔性材料,所以对复杂的结构容易进 行补强加固,特别适用于一些特殊构件如柱、桥墩、拱状物、隧道、烟囱等用其它方式不易加固的 构件,其耐腐蚀性能[1 ] 、抗疲劳性能及防水性能都比较好1 碳纤维布的力学性能也比较好,在破 坏前始终保持线性关系,不像钢有明显的屈服点1 同时因为粘结胶防火能力差,为避免碳纤维 的老化和其它损伤,必须采取一定的补救措施,在加固层外表面进行密闭防护处理,比如刷防火 涂料,或CFRP(碳纤维增强复合塑料) 外部再涂水泥沙浆等1 碳纤维布用于加固补强混凝土结 构有广泛的应用前景,据2000 年11 月29 日广州日报报道仅广东省就有4000 桥梁承载不足,而 急需加固,占总桥梁的二成多,但广东省在使用碳纤维对建筑物加固、补强方面,就工程实例明 显落后于国内其它发达地区,需要积极推广,笔者认为由于碳纤维本身材料性能和使用性能的 优点在国内必定会有长足的发展1 目前国外特别是欧美、日本等发达国家用碳纤维对混凝土结 构进行加固已成为一门成熟技术,已编制形成了自己国家的行业标准与规范,该项技术已产业 化1虽然碳纤维应用于土木工程中在国内只有短短几年,但至今已有许多工程实例,且大部分 都起到了良好的加固效果。


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