碳纖維布加固中的問題

碳纖維布作為高性能結(jié)構(gòu)加固材料在國外土木及水工工程中已得到廣泛應(yīng)用，我國近年引入這門技術(shù)，廣泛開展試驗(yàn)研究及應(yīng)用工作。結(jié)合我們的了解，介紹這門技術(shù)在國內(nèi)外土木工程中的應(yīng)用與發(fā)展，并為這門技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展提出了幾個(gè)觀點(diǎn)。

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建筑物鑒定維修和加固改造，是伴隨人 類有建造歷史以來便有的古老傳統(tǒng)專業(yè)，但就其內(nèi)涵而言，它才剛剛形成一門新興學(xué)科。近幾十年來， 這門新興學(xué)科伴隨著建筑業(yè)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 的迅猛發(fā)展而發(fā)展。在我國，由于工程建設(shè)主管部門和廣大科技工作者的高度重視，更由于實(shí)際市場經(jīng)濟(jì)的需求，全國建筑物鑒定、維修及加固改造工作取得了大量成績，這些成績在本領(lǐng)域的科研學(xué)術(shù)水平，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)編制及管理以及實(shí)際工程應(yīng)用的各個(gè)層次上均有體現(xiàn)。 123,123

碳纖維布加固技術(shù)所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維布，二是粘貼樹脂。這門技術(shù)就是將碳纖維布粘貼在鋼筋混凝土構(gòu)件受拉區(qū)表面，從而達(dá)到封閉裂縫或提高構(gòu)件承載力的目的。 copyright 123456

碳纖維絲的生 產(chǎn)，是通過氧化有機(jī)聚合物纖維〔通常是聚丙烯硝胺纖維或乳化瀝青 〕，只留下碳素材料，其碳原子沿原有纖維長度排列整齊而形成碳素纖維。每根碳纖維絲由 3000一12000個(gè)碳原子絲以紋線或麻繩的方式抖咧而成，其粗細(xì)僅相當(dāng)于人的一 根頭發(fā)絲。碳纖維材料是一種高性能材料，可以制成各種形狀應(yīng)用于 新建結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)加固工程中。而結(jié)構(gòu)加固工程中應(yīng)用最多的則是碳纖維布。碳纖維布的抗拉強(qiáng)度可達(dá) 3500MP a 以上 ，為普通建筑用鋼板材強(qiáng)度的十幾倍，而比重為18okg/ m³，僅為鋼材比重的1/4。 簡單一句話概括，碳纖維材料是一種高強(qiáng)輕質(zhì)的高性能材料。

結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用粘貼樹脂通常選用環(huán)氧基類 ，該類樹脂力學(xué)性能指標(biāo)一般可滿足結(jié)構(gòu)加固所要求的強(qiáng)度，耐久性及施工簡易的的要求 。

60 年代飛機(jī)制造及航天工業(yè)首先將碳纖維增強(qiáng)材料用于商業(yè)用途，隨后運(yùn)動(dòng)器材制造商也開始成功的運(yùn)用這門高科技技術(shù) . 用碳纖維來制造賽車車身，自行車車身，網(wǎng)球拍及魚桿等等。所有這些運(yùn)用都是將碳纖維與聚合樹脂形成一種聚合物。 本文來自123

碳纖維在土木工程中的運(yùn)用，最先是將其制成棒材或型材， 作為鋼筋和型鋼的方式進(jìn)行運(yùn)用。也有將碳纖維絲剪成短裁，與鹼一起攪拌制成碳纖維混凝土，以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。 copyright 123456

碳纖維技術(shù)在加固技術(shù)中的運(yùn)用主要是由日本人在八十年代發(fā)動(dòng)起來的。主要起因是八十年代初日本政府強(qiáng)制要求提升路橋運(yùn)載能力，組織專家組調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大量的橋梁需要加固。日本人意識到對新技術(shù)的需求。就由制造商、工程公司和政府機(jī)構(gòu)形成合作，專門研究發(fā)展修復(fù)加固新技術(shù) 。把碳纖維布象貼鋼板一 樣貼到混凝土 上這門技術(shù)就作為了首選。政府機(jī)構(gòu)組織協(xié)調(diào)，制造商們研制材料，工程公司進(jìn)行運(yùn)用研究，迅速地將這門技術(shù)運(yùn)用到工程實(shí)際中。 123456

九十年代初， 日本已成功地將這門技術(shù)用于上千個(gè)工程項(xiàng)目中。95 年神戶大地震后，日本的碳纖維布用量已達(dá)到數(shù)百萬平方米 。 123456

96~97年我國才開始對碳纖維增強(qiáng)塑料加固修復(fù)土木建筑結(jié)構(gòu)進(jìn) 行研究，98年開始了實(shí)際工程應(yīng)用。 本文來自123

本技術(shù)雖然是從國外引進(jìn)的成熟技術(shù) ，其成熟性體現(xiàn)在國外工程中的大量應(yīng)用以及所制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但是我們必須根據(jù)我國的國情以及我們的具體需求. 對這門技術(shù)進(jìn)行一步的深人研究，只有這樣才能使這門技術(shù)在我國得到健康地發(fā)展。關(guān)于碳纖維布在我國的應(yīng)用與發(fā)展 ， 我們有如下幾點(diǎn)想 法 ; 123456

促進(jìn)材料國產(chǎn)化

本文來自123

技術(shù)成熟與工程造價(jià)是影響一門技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。 由于碳纖維布加固技術(shù)在國內(nèi)的研究應(yīng)用時(shí)間不長，還沒有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和施工 規(guī)程。以及由于主要材料碳纖維布依賴進(jìn)口，造成成本偏高。我們在推廣這門技術(shù)的過程中就碰到這樣的問題，業(yè)主們不滿意在相同的加固效果下，碳纖維布加固比普通粘鋼加固造價(jià)果高: 而設(shè)計(jì)人員又擔(dān)心這門技術(shù)不是十分成成熟， 這些都給推廣這門技術(shù)帶來了一 定難度. 因此，材料的國產(chǎn)化以降低造價(jià) 就是件十分 緊迫的事情。造價(jià)一旦能夠降低下來，更有利于本技術(shù)在工程實(shí)際中的應(yīng)用推廣 : 同時(shí)也有利于對本技術(shù)進(jìn)行更深人的研究，進(jìn)一 步促進(jìn)這門技術(shù)的應(yīng) 

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所以. 我們在進(jìn)行加固設(shè)計(jì)時(shí)，必須首先根據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)際的受力狀態(tài) 和階段，進(jìn)行截面的內(nèi)力分析和應(yīng)力應(yīng)變分 析后. 確定合理正確的材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo) ，方進(jìn)行加固設(shè)計(jì)或驗(yàn)算。

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