碳纤维在建筑结构加固改造工程中

的应用研究

　【摘要】

 

　　我国正处于经济建设快速发展时期，基础工程建设规模宏大，其建设速度和规模也是
世界上任何国家所无法比拟的。碳纤维加固修补结构技术是一种新型的加固技术，碳纤维材
料的基本性能，碳纤维加固混凝土结构的优越性，对相应的施工技术进行了总结。

 

　　【关键词】碳纤维

 加固 展望 

　　

 

　　

1 概述 

　　我国每年基建总投资达数万亿元，其中土建工程约占

60％以上。所以建筑业具有举足

轻重的作用。在目前已建成的数十亿平方米的建筑物中，有大量的需要进行维修改造的工程。
原有建筑物的改造、有建筑物的维修以及灾后建筑物的修复等等过程中，出于种种原因，难
免对施工提出一些要求和限制：工期限制、工作展开面狭窄、尽量减小工程带来的不利影响
等等。对钢筋混凝土等结构由于设计或施工有误、材料质量不符合要求、使用管理不善、使用
功能改变以及各种灾害对结构的损坏等造成不能满足其安全、适用性、耐久性，可针对其状
况，采用碳纤维加固在常温下用环氧树脂胶粘贴于混凝土结构、钢筋砼结构、砌体结构或木
结构表面，利用其紧密粘着于混凝土结构表面，使二者作为一个新的整体，共同受力，是
一种非常简单且优良的加固补强方法，与传统的粘钢加固不同，碳纤维加固在不增加结构
物的荷重的前题下达到高效加固的目的，因而得到工程界的日益重视．碳纤维加固修补结
构技术是一种新型的加固技术，该技术是利用树脂类粘结材料将碳纤维布粘贴于混凝土表
面，利用碳纤维材料良好的抗拉强度，以达到对结构及构件加固补强之目的，主要用于混
凝土粱、板、柱等构件的加固与修补工程。

 

　　

2 碳纤维及粘缩材料 

　　碳纤维

((FRP)具有高强、轻质、耐腐蚀、施工便捷等优异的性能，是加固补强混凝土结构

的理想用材。它比玻璃纤维强度更高、刚度更大，化学稳定性更好。粘结材料的性能是保证碳
纤维与混凝土共同工作的关键，也是碳纤维与混凝土传力途径中的薄弱环节。

 

　　

2.1 碳纤维加固混凝土正截面受弯构件 

　　碳纤维加固混凝土正截面受弯构件一般在构件受拉面粘贴碳纤维，试验结果表明，用
碳纤维材料加固后的混凝土构件承载力有了很大程度的提高，加固构件开裂荷载有一定提
高，裂缝宽度与挠度都大大减小，极限状态下纯弯段裂缝数量更多、宽度更小、分布更密更
均匀。为防止剥离破坏，应尽量采取附加锚固措施。

 

　　

2.2 碳纤维加固混凝土斜截面受剪构件 

　　碳纤维能有效地提高混凝土构件的抗剪承载力。影响碳纤维抗剪加固效果的因素有加固
形式、锚固方式、加固量等等。碳纤维的加固形式主要有缠绕粘贴、

U 型粘贴和侧面粘贴三种，

缠绕粘贴能使碳纤维强度得到较好发挥，表现出较好的抗剪效果，但实际操作较为困难。实
际工程中

U 型粘贴较多，为使碳纤维较好地发挥高强特点，必要时可以增加附加锚固措施。

 
　　

2.3 碳纤维加固混凝土受压构件 

　　约束混凝士是采用复合材料加固的一种重要形式，采用碳纤维缠绕混凝土方柱能使承
载力有很大程度的提高，采用碳纤维缠绕混凝土圆柱，其承载力提高的程度更大。碳纤维约
束混凝土是一种被动约束，随着混凝土轴向压力的增大，横向膨胀促使外包复合材料的环
向伸长，产生侧向约束力。约束机制取决于两个因素：混凝土横向膨胀系数和外包碳纤维材