碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,起源于80年代的日本和美國等發(fā)達(dá)國家。碳纖維增強(qiáng)技術(shù)在我國應(yīng)用較晚,直到20世紀(jì)90年代,有關(guān)部門才開始研究和應(yīng)用碳纖維。但是,當(dāng)前,隨著我國交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,加固技術(shù)發(fā)展迅速,日趨成熟。除碳纖維外,還有一系列的加固技術(shù),如粘鋼加固、玻璃加固等。碳纖維法和粘結(jié)鋼加固作為一種重要的加固施工方案,具有各自的優(yōu)點(diǎn),已在很多工程中得到了應(yīng)用。
碳纖維加固的原則是:預(yù)浸料碳纖維具有高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂復(fù)合加固材料,粘貼在結(jié)構(gòu)鋼筋沿拉伸方向或垂直于裂縫方向上與環(huán)氧樹脂膠形成新的組合,從而使增強(qiáng)粘結(jié)材料與原鋼筋混凝土緊密結(jié)合,提高結(jié)構(gòu)的抗裂性或抗剪性,提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延展性。簡單地說,在室溫下,用環(huán)氧樹脂粘合劑將同一方向的纖維織物粘結(jié)于混凝土結(jié)構(gòu)表面,使其成為一個整體,因而是一種很好的加固方法。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,纖維材料在土木工程中的應(yīng)用已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。
1.效率(可以充分利用其高強(qiáng)度、高模量的特性來提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的承載力和延性,改善機(jī)械性能,達(dá)到有效加固的目的)。
2.耐蝕、耐久性(碳纖維材料的化學(xué)性能非常穩(wěn)定,不與酸、堿、鹽等化學(xué)品反應(yīng))。
3.結(jié)構(gòu)尺寸和重量基本上沒有增加(碳纖維又輕又薄,與傳統(tǒng)的鋼結(jié)加固不同,所以碳纖維加固可以在不增加構(gòu)件負(fù)荷的情況下完成設(shè)計(jì)和使用)。
4.應(yīng)用廣泛(碳纖維是一種柔軟的材料,輕而薄,可以任意切割)。
5.便于施工(節(jié)省空間,施工簡單,不需現(xiàn)場固定設(shè)施,主要設(shè)備只需用砂輪切割機(jī)、角磨機(jī)、輥刷等,一般2~4套即可滿足工程要求。
6.不受原始結(jié)構(gòu)形狀的限制。因而,碳纖維加固作為一種劃時代的增強(qiáng)材料,受到人們的青睞和關(guān)注。