碳纖維布加固之大偏心受壓構(gòu)件
在鋼筋混凝土建筑及橋梁中，偏疼受壓構(gòu)件的使用較多，如梁橋中的墩身、柱根底等。這類結(jié)構(gòu)(構(gòu)件)的一個一起特點是正截面上效果著軸心壓力和彎矩。
偏疼受壓構(gòu)件由于使用較多，在鋼筋混凝土中也是容易被損壞的構(gòu)件，一般情況下，偏疼受壓構(gòu)件的損壞特征如下：
當(dāng)相對偏疼距較大，且受拉鋼筋配筋率較小時，偏疼受壓構(gòu)件的損壞是由于受拉鋼筋首先到達屈從強度而導(dǎo)致受壓混凝土壓碎，這一損壞稱為大偏疼受壓損壞。其接近損壞時有顯著的征兆，橫向裂縫展開顯著，構(gòu)件的承載力取決于受拉鋼筋的強度和數(shù)量。
當(dāng)相對偏疼距較小，或雖然相對偏疼距較大，但構(gòu)件配置的受拉鋼筋較多時，就有可能首先使受壓區(qū)混凝土先被壓碎。在通常情況下，接近軸力效果一側(cè)的混凝土先被壓壞，受壓鋼筋的應(yīng)力也能到達抗壓規(guī)劃強度；而離軸向力較遠一側(cè)的鋼筋仍可能受拉但并未到達屈從，但也可能仍處于受壓狀況。臨損壞時，受壓區(qū)高度略有添加，損壞時無顯著征兆。這種損壞屬于小偏疼受壓損壞。
在目前的鋼筋混凝土加固辦法中，用張貼碳纖維布的辦法加固大偏疼受壓構(gòu)件使用廣泛。該辦法是經(jīng)過配套碳纖維膠將碳纖維布張貼于構(gòu)件之上，到達加固補強的效果。選用碳纖維布加固大偏疼受壓構(gòu)件需要注意的是：
當(dāng)選用碳纖維布加固大偏疼受壓的鋼筋混凝土柱時，應(yīng)將碳纖維布張貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊際混凝土外表，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸線方向共同。這是由于碳纖維布不能接受壓力，只能考慮其抗拉效果，因而標準規(guī)定將碳纖維布的受力辦法規(guī)劃成僅接受拉應(yīng)力效果。
別的，在大偏疼受壓構(gòu)件加固核算中，對碳纖維布之所以不考慮強度利用系數(shù)，是由于在實踐工程中絕大多數(shù)偏疼受壓構(gòu)件均處于受壓狀況。因而，在承載能力極限狀況下，受拉側(cè)的拉應(yīng)變是從受壓側(cè)應(yīng)變轉(zhuǎn)化過來的，故不存在拉應(yīng)變滯后的問題，亦即以為碳纖維布的抗拉強度能得到充分發(fā)揮。

碳纖維布加固時要遵循哪些施工規(guī)范?
碳纖維布是一種常用的加固材料，現(xiàn)在在很多的加固工程中都會使用到該種加固材料，和其他的材料相比，碳纖維布具有諸多優(yōu)勢，這也是為什么這么多的客戶會優(yōu)先選用該種加固材料的原因之一，在使用碳纖維布加固存在質(zhì)量問題的建筑物時，需要遵守較多的施工規(guī)范，具體需要遵守哪些施工規(guī)范呢?下面的時間小編就來為大家進行系統(tǒng)的介紹。
一、對建筑物現(xiàn)場進行全面的勘探
不管建筑物存在的質(zhì)量問題嚴重與否，為了能夠更好的對其進行加固施工，都要事先對建筑物的現(xiàn)場有全面的了解，對其進行系統(tǒng)的勘探，方能更為準確的知曉建筑物所存在的實際問題，也便于制定為適宜的加固方案。
二、制定適宜的加固方案
有些施工單位可能每年都會承接無數(shù)的碳纖維布加固工程，其實，雖然很多建筑物存在的問題基本一樣，但是對其進行現(xiàn)場加固時，依然要根據(jù)建筑物所具體存在的實際問題制定嚴謹?shù)募庸谭桨?，按照施工方案進行施工，在施工的過程中，也可能會遇到較多的突發(fā)性問題，對于這些常見問題，也需要關(guān)注到位。
三、嚴謹按照加固規(guī)范施工
使用不同的加固材料和加固方法對建筑物進行加固施工，所需要遵循的加固規(guī)范也是不同的，不管采用哪一種加固方法加固建筑物，都需要嚴格按照加固規(guī)范的規(guī)定進行施工，方能確保終的加固質(zhì)量達標。
四、確保施工質(zhì)量達標
對于客戶和施工單位而言，確保施工質(zhì)量達標都是必須的，雖然現(xiàn)在很多施工單位在使用碳纖維布加固存在質(zhì)量問題的建筑物時，都掌握著較多的施工技巧，不過在實際施工的過程中，依舊是需要注意到位的。
五、保證施工環(huán)節(jié)的安全施工
在施工現(xiàn)場施工時，對于施工環(huán)節(jié)的安全施工是務(wù)必要注意到位的，雖然和其他的加固方法相比，碳纖維加固法施工簡單，施工難度較低，能夠取得較為優(yōu)勝的加固效果，不過，施工單位也讓要注意到施工現(xiàn)場的施工安全，包括，人工安全，材料安全，施工質(zhì)量安全三個方面。
六、確保各個階段的施工任務(wù)能夠如預(yù)期的進度一致
有些施工單位雖然在市場上的口碑和客戶評價都較高，但是有時卻會因為多種突況而無法按時完工，對于施工單位而言，務(wù)必要做好對施工任務(wù)的合理分配，確保每個階段的任務(wù)都能夠按時完工，保證整體加固工程能夠按時交接。
看了小編上述所介紹的關(guān)于碳纖維布加固時所要遵守的一些加固規(guī)范，相信大家現(xiàn)在對其也有了更多的了解了，其實在對建筑物進行加固時，不管使用哪一種加固方案，都要嚴格遵守加固規(guī)范的，不然很難保證終的加固質(zhì)量。

在工程應(yīng)用研究方面，重點研究碳纖維片材（碳纖維布/碳纖維板之總稱）。在90年代由國家課題支持開展碳纖維片材在混凝土結(jié)構(gòu)（包括橋梁、隧道、水利設(shè)施和房建結(jié)構(gòu)），取得了應(yīng)用成果并得到廣泛推廣。2003年由中國工程建設(shè)標準化協(xié)會頒布了《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146：2003），作為指導(dǎo)性文件提供了設(shè)計施工和質(zhì)量檢驗依據(jù)。而碳纖維片材用于橋梁加固技術(shù)是目前應(yīng)用較為普遍的技術(shù)之一，其十幾年來的應(yīng)用為橋梁加固事業(yè)作出了歷史性的貢獻。
針對傳統(tǒng)橋梁加固改造工程中所存在不足，諸如：因采用的加固材料（如鋼板/纖維布）溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大，不能形成同步的溫縮變形狀態(tài)，影響加固耐久性；采用鋼材加固增加防銹處理等后期維護投人；以及采取增大截面法，結(jié)構(gòu)面會留下不和諧修補“傷疤” 影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評價等問題，碳纖維筋橋梁加固是一項新的應(yīng)用外粘高性能碳纖維復(fù)合材料增強結(jié)構(gòu)技術(shù)，主要形式包括“嵌人植筋加強法" 和“體外配筋擴大截面增強法"。碳纖維筋與高強聚合物砂漿的聯(lián)合使用充分利用了纖維棒筋的抗拉伸強度、聚合物砂漿的快凝強度和砂漿與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫縮模量的近似特性，既可提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力，也可充分利用新材料環(huán)境特征，達到維修、加固、利用與修舊翻新的綜合作用。
2.碳纖維復(fù)合筋的性能
碳纖維復(fù)合筋為棒型材料，主要成分為由碳纖維，通過特殊技術(shù)處理與樹脂高溫固化而成。碳纖維分子結(jié)構(gòu)界于石墨和金剛石之間，含碳體積分數(shù)在0.9以上。碳纖維根據(jù)原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3種，由原絲纖維加熱至高溫后除雜獲得。根據(jù)碳纖維原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3 種。目前,PAN碳纖維按力學(xué)性能又分為高模量超高模量、高強度和超高強度4種；按用途可分為宇航級小絲束碳纖維和工業(yè)級大絲束碳纖維，其中小絲束以1K、3K、6K、12K和24K（1 K為1 000根長絲單位重量），大絲束為48K以上。
2.1碳纖維的優(yōu)勢
碳纖維具有較強的防水和防滲漏的特點，具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性，阻燃性和良好的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，因此也在建筑工程和其他領(lǐng)域被廣泛運用。據(jù)投資顧問行業(yè)研究中心相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長。由此可見，碳纖維的使用將越來越廣泛。
2.2碳纖維復(fù)合筋的特性
碳纖維復(fù)合筋的主要技術(shù)指標及其與鋼筋對比如下表：
表1 碳纖維復(fù)合筋的技術(shù)指標及其與鋼筋的對比表
名稱
碳纖維復(fù)合筋
鋼筋
密度（g/cm3）
1.5
7.9
抗拉強度（MPa）
≥1800
≥500
彈性模量（GPa）
≥140
≥200
線膨脹系數(shù)10-6/℃
0.6
12
從表格中可以看出，碳纖維復(fù)合筋的密度遠遠小于鋼筋，同樣體積的材料，重量上碳纖維復(fù)合筋的優(yōu)勢很大；碳纖維復(fù)合筋抗拉強度也大于鋼筋，其熱膨脹系數(shù)較低，就說明在相同的溫度下，膨脹的程度會低很多。
碳纖維復(fù)合筋的主要性能：（1）質(zhì)量輕（相當(dāng)于鋼密度的1/5）；（2）強度高（抗拉強度是鋼筋的4到5倍）；（3）密度小（1.5g/cm3）；（4）彈性模量高（彈性回復(fù)100％）；（5）熱膨脹系數(shù)小，耐高溫和低溫性好；（6）耐酸性好，對酸呈惰性，耐濃酸侵蝕；（7）與砂漿附著力強。
3. 聚合物砂漿特點
聚合物砂漿是由水泥、速凝添加劑、粉末狀聚合物、碎石與水等混合拌制而成，其粘結(jié)強度高，熱膨脹系數(shù)與混凝土類似。
聚合物砂漿的主要特點：（1 )黏附性好，與原結(jié)構(gòu)舊混凝土表面黏附良好，使纖維筋與原結(jié)構(gòu)共同受力；（2）穩(wěn)定性好，能有效抑制有害物質(zhì)的滲透和擴散；（3）和易性好，利用快捷、速凝的功能特點，修繕結(jié)構(gòu)腐蝕表面，達到修舊如新。聚合物砂漿可以維修各種老化受損的混凝土表面。
4. 國內(nèi)橋梁加固現(xiàn)狀
橋梁作為公路交通的關(guān)鍵設(shè)施，具有跨越深谷、承受運載、通航泄洪、保證安全、連接路網(wǎng)的重要功能。目前，我國各級公路上營運的橋梁總數(shù)達 60余萬座。
按橋梁設(shè)計技術(shù)標準對大中小類型的橋梁平均使用壽命測算，橋梁平均設(shè)計使用壽命在50年左右。全國年均需要改造翻新的橋梁約有10 000 余座，合計約60余萬延米。以二級路為例，每年國家需要投人的橋梁改造費用上百億幣，這是一筆巨大的投資。根據(jù)近10年危橋改造的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)有重交通組成作用下的橋梁使用壽命平均在33年之內(nèi)，部分路段橋梁的使用壽命甚至更短。如何更有效的延長橋梁的使用壽命、如何更有效的提高危險橋梁的改造利用技術(shù)、如何將加固后的橋梁變得更持久，是當(dāng)前橋梁管理中面臨且急需解決的問題。
面對當(dāng)前大規(guī)模的橋梁改造任務(wù)，各級橋梁管理部門都十分重視其處理效果，近年來積極研究和尋求有效的維修加固新技術(shù)，但這并不是一件容易的事情，目前在橋梁加固改造中常采用的技術(shù)還是十幾年前的研究成果，主要方法如：“鋼板加固法”、“擴大截面加固法”、“體外（內(nèi)）預(yù)應(yīng)力加固法”、“碳纖維布加固法”等，這些材料技術(shù)為輕交通狀態(tài)下的橋梁加固做出過貢獻。隨著近幾年重交通的發(fā)展和擴散，現(xiàn)有橋梁的加固材料和工藝技術(shù)在適應(yīng)性方面面臨巨大挑戰(zhàn)。一方面是目前所使用的加固材料（如鋼板/纖維布）其溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大，造成加固后的補強材料與原結(jié)構(gòu)的溫縮變形差異化，形成不同步的溫縮變形狀態(tài)，影響加固耐久；另一方面當(dāng)前加固中為提高結(jié)構(gòu)受力的高強材料仍然采用鋼材，因鋼材有防銹處理的要求，這樣就增大了后期的維護投人，在結(jié)構(gòu)層面上需要增設(shè)3 cm以上厚度的防銹保護，造成自重增加，影響使用效果；此外，在增大截面法中，因材料強度因素，需要增厚自重增加，影響結(jié)構(gòu)受力和加固效果?，F(xiàn)有加固材料和工藝中即便是解決了受力要求，但施工后的結(jié)構(gòu)面會留下不和諧修補“傷疤”，影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評價。
由此可見，研究和選擇一種高強、防腐蝕、經(jīng)濟、施工方便，且與鋼筋混凝土材料溫縮模量相一致的維修加固材料，達到理想的加固改造，且能提高橋梁的承載能力是十分迫切和必要的工作。
首先原構(gòu)件混凝土表面去除表面浮漿、油污等雜質(zhì)，并對混凝土構(gòu)件加固部位進行鑿毛處理。對加固表面缺損的坑洼部位采用高強聚合物砂漿預(yù)先修補，待混凝土表面干燥后涂抹界面劑。隨后安裝錨具及碳纖維復(fù)合筋，利用錨具固定碳纖維復(fù)合筋，碳纖維復(fù)合筋應(yīng)緊貼加固面，壓條及螺栓均應(yīng)采用不銹材料；安裝完后，噴涂高強聚合物砂漿，砂漿厚度不小于20MM，施工溫度應(yīng)在10℃-35℃，后對表面進行養(yǎng)護.

在之前的文章中，我們多次談到粘鋼加固與粘貼碳纖維布加固都可以提高原有建筑結(jié)構(gòu)的承載力，但這兩種方法對建筑承載力的提升效果如何，我們就不得而知。通過查閱整理相關(guān)的技術(shù)資料，將粘鋼加固與碳纖維布加固與大家進行分享，希望對大家會有所幫助。
粘鋼和粘貼碳纖維布加固法其加固原理基本相同，都是通過結(jié)構(gòu)膠粘劑將薄鋼板和碳纖維材料粘貼在原構(gòu)件表面，使之成為一個整體共同受力提高原有構(gòu)件的承載力。
從施工方面來說，粘鋼或粘貼碳纖維布的厚度不宜太厚。對于粘鋼來說，其粘貼鋼板的加固量對受拉區(qū)和受壓區(qū)，分別不應(yīng)超過3層和4層，并且要保證鋼板的總厚度不應(yīng)超過10mm；粘貼碳纖維布的加固量對于預(yù)成型板來說，不應(yīng)超過2層，對濕法鋪層的織物不宜超過4層。超過4層時，則應(yīng)考慮采用碳纖維板進行加固，并采取可靠的加強錨固措施，確保結(jié)構(gòu)安全。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用粘鋼或粘貼碳纖維布加固時，其正截面的受彎承載能力提高幅度，不應(yīng)超過40%，并應(yīng)驗算其受剪承載力，避免因受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞；其目的是為了控制加固后構(gòu)件的裂縫寬度和變形，也是為了強調(diào)“強剪弱彎”設(shè)計原則的重要性。
由此看來，粘鋼和粘碳纖維布加固方法并不能無限提高建筑物的承載力，在對建筑物進行加固處理時，我們必須按照混凝土結(jié)構(gòu)加固原則對建筑物進行結(jié)構(gòu)鑒定并依據(jù)鑒定結(jié)果選擇合理的加固方案，確保結(jié)構(gòu)安全。