碳纤维布加固技术及其在高层建筑中的应用

碳纤维布加固技术及其在高层建筑中的应用

林耀平

福建省九龙建筑设计有限公司林耀平

【摘要】碳纤维布加固是在最近几年里发展起来的一种新型的加固技术，它具有高强度、材质轻、耐腐蚀等的优点。为了能够更好地解决高层建筑局部结构出现裂缝而带来的危害和影响，进一步提高建筑原结构的承载和抗风能力，这技术含量高、易于施工、高可靠性的碳纤维布加固补强技术就在高层建筑中得到了广泛应用。本文介绍了碳纤维布加固技术的特点以及在高层建筑中的施工应用。

【关键词】碳纤维布加固技术；加固补强；高层建筑；裂缝修复

Ofcarbonfibrereinforcedtechniqueanditsapplicationinthehigh-risebuilding

FujianKowloonarchitecturaldesignco.,LTD.LinYaoPing

【abstract】CFRPisinrecentyearsdevelopedakindofnewtypeofreinforcementtechnique,ithashighstrength,materialisqualitativelight,corrosionresistance,andotheradvantages.Inordertobeabletobettersolvethehigh-risebuildinglocalstructurecracksandbringsharmandinfluence,andtofurtherimprovethebuildingoftheoriginalstructureandthewindloadbearingcapacity,thehightechnicalcontent,easyconstruction,highreliabilityofCFRPreinforcementtechnologyinhigh-risebuildinghasbeenwidelyapplied.Thispaperintroducesthecharacteristicsofcarbonfibrereinforcedtechniqueinhigh-risebuildingandtheconstructionapplication.

【keywords】ofcarbonfibrereinforcedtechnique;Strengthening;High-risebuildings;Crackrepair

碳纤维布加固技术最早是起源于德国和瑞士，在20世纪80年代后期这种碳纤维复合的材料被用于加固混凝土结构，这种加固技术是将碳纤维布利用性能比较好的粘接剂粘贴到建筑构架的表面这样建筑构件上既有强力粘接剂，又有碳纤维布，两者共同作用，混凝土加强加固的效果就更好。很多高层建筑的混凝土由于受到施工环境和条件、建筑物本身的性质以及周边的事故破坏等等原因的影响，高层建筑物都在后期出现了结构老化、混凝土开裂、承载力不足的现象，这些都严重影响到了建筑的安全使用，而碳纤维布加固技术可以有效改善这种局面。

一、碳纤维布的优越性

1、易于施工

由于碳纤维布的材质比较薄，而且质量比较轻更具有很强的附着力，所以这对施工来说就显得简单不复杂，在施工的时候，即使是使用一些小型的电动工具更或者是手动工具也能够将该完成的工程在规定时间内完成。使用碳纤维布，在操作的时候就可以不用有太高的空间要求，制造出的效果也要比传统的使用钢板网等一些需要多工种多劳力的技术要好。

2、适应的范围广

碳纤维的材料是经过特殊提炼的，所以他的物理和化学性质都是比较稳定，不会出现大的变动，并且具有很好的耐腐蚀性，所以就算是在酸碱环境中使用也一样能够达到预期的效果。所以，在对钢筋混凝土进行加强加固的时候使用碳纤维是最合适不过的了，无论是什么类型的钢筋混凝土结构都可以有效加固补强。

3、可塑性强

碳纤维布是一种比较柔软的材料，他不像钢板、钢丝那么坚固，碳纤维布具有很强的塑造性，可以随意的裁剪出不同的形状和大小，对封闭混凝土结构所出现的裂缝也是具有很好的效果，而且封闭裂缝之后还不会影响到混凝土的结构形状和外观，对各种类型的钢筋混凝土墙柱的加固以及表面修复都可以使用。

二、碳纤维布加固技术的适用范围

碳纤维材料的抗拉强度要比一般的建筑用钢材高出十几倍，可是把这些材料制成布之后，抗拉强度就急剧下降，必须要配合粘接剂使用，这样两者相结合，大大提高了碳纤维布的抗拉强度，粘合剂让碳纤维布更加的牢固，在高层建筑混凝土结构的加固加强中也能够更有效果。

1、砌体结构的修复和加固

在用碳纤维布甲骨砖墙之后，墙体的抗剪承载力已经是上升了一个层次，现在的承载力可以是原来在没有加固之前的承载力加上现在使用碳纤维布之后的承载力的总和。使用碳纤维布修复墙体裂缝之后，加固的效果更加明显，墙体的变形也得到了汗好的改善，高层建筑的外观结构还是原来的样貌，一点也没有因为使用了碳纤维布而变形。

2、加强混凝土柱的抗压能力

高层建筑在构建混凝土结构的时候，可能会有各种的疏忽，例如结构设计的不合理、施工的时候存在误差更可能是施工管理不完善等等原因，这些疏忽就造成了混凝土柱的抗压性不够，这样混凝土柱的承载能力也就下降了。将碳纤维布黏贴在混凝土柱表面，碳纤维和高强度粘结剂的结合，可以有效的控制混凝土表层的开裂现象，混凝土柱的抗压能力也就得到了提高。

3、对高层建筑受力钢筋和混凝土保护层的抗拉能力又和补强的作用

碳纤维的材料，可以有效的加固修补混凝土表层的开裂现象，在加上超强粘合剂的辅助作用，碳纤维布粘帖在混凝土表层的时候，内部受力钢筋就可以与外部混凝土保护层就可以共同作用，构建的抗拉能力也得到了一个补充强度的作用。

4、保护高层建筑内部钢筋不受外部侵蚀

碳纤维布具有很好的抗腐蚀性，所以将他粘贴在混凝土构件的表面，不仅可以修复其表面的裂缝和不平整的地方，还可以有效阻隔环境中酸雨以及酸性气体对建筑内部钢筋的腐蚀，就连空气中的氧化作用也得到了一定程度的抑制，很好的保护了高层建筑内部钢筋不受外部侵蚀。

三、碳纤维布加固的施工方法

1、施工前的准备。在施工之前应该要好好阅读研究一下施工设计的图纸，根据图纸里具体的施工要求以及现在高层建筑结构的一些内部具体情况来拟定具体的实施方案，并且要将施工所需要的各种工具材料提前备齐，以备不时只需。

2、处理目标混凝土构件的表面。先是将那个混凝土表层已经脱落的部分进行处理，对砼粘贴面的浮浆、风化层等劣化层用砂轮机进行认真打磨。然后将空鼓面层进行剔凿，对蜂窝腐蚀裂化的表层用水进行冲洗，将一些杂质粉末都冲刷干净，最后使用角磨机钢刷或者电吹风等等机器，将混凝土表面的浮尘处理干净。

3、将混凝土层的表面进行打磨直到平整。对已经清理干净的混凝土表层显示打平，然后再用环氧树脂填充一些坑洼的地方，将表面进行修复，再将凸起的地方磨平，特别要注意的是，在转角粘贴的提放要进行倒角的处理，还要将这打磨成圆弧状，这圆的半径大概需要2cm左右。

4、干热处理。将混凝土表层已经清理过的地方进行干燥的处理工作，让混凝土结构表层保持干燥，这样才有利于涂刷地胶的步骤地开展。

5、涂刷底胶。底胶是用两分的主剂加上一份的固化剂进行调配，用搅拌器充分搅拌，在搅拌均匀之后将调好的胶体导入容器中，并且要用弹簧秤进行称量，剂量不能过多，在使用的时候一定要根据施工现场的气温来决定底胶的使用情况，包括重量和使用时间，用滚筒将底胶均匀的涂到混凝土表面之后，一定要过两三天等底胶完全固化之后才可以进行下一个施工步骤。

6、仔细找平处理。在底胶固化之后，要对混凝土结构构件的表面进行仔细的检查，发现有细微凹陷的地方或者是模板接头有高度差异的时候，一定要用找平胶将这些缺陷解决，并且转角处的圆弧一定要保持光滑，这个圆弧的半径至少要有1cm。

7、黏贴碳纤维布。先是要调配一些粘贴碳纤维布所需要的专用胶水，也就是FR胶，再将胶水搅拌均匀之后，用滚筒仔细的涂刷在需要粘贴碳纤维布的混凝土构件表层，在搭接和拐角的地方要多刷一些胶水，然后将碳纤维布拉紧展平，在这些地方准确无误的贴上碳纤维布，贴完之后，在用特制的手持滚筒将贴面上的气泡挤压出去，要注意顺着线外部的纤维方向进行滚压，让专用胶能够完全浸透到碳纤维布里面去。

8、单层搭接或者是多层粘贴碳纤维布。单层搭接碳纤维布的时候，需要顺着纤维的方向至少搭接1米的长度，用横向的碳纤维来固定碳纤维的端部。若是要进行多层粘贴，那就需要重复第七个步骤，在碳纤维布的表面已经有点干燥的时候，贴上下一层的碳纤维布，需要注意的是，在贴完最后一层碳纤维布的时候一定要在碳纤维的表面涂上1至2毫米的专用胶，巩固碳纤维布的加固加强的效果。

9、对碳纤维布表面进行处理。在加固之后，在探险外部的表层喷上体层防火涂料来保护碳纤维布。

参考文献

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