刍议碳纤维在建筑结构加固工程中的应用

刍议碳纤维在建筑结构加固工程中的应用

陈鑫

典筑设计集团有限公司 江苏省南京市 210000

摘要：建筑在建成以后较长的一段时间都在与空气接触，空气中含有一些物质、湿度等，对建筑造成了不同程度的损害。因此，在损害后工程管理人员就需要有针对性地对建筑进行加固，在加固工程中具有显著作用的是碳纤维。碳纤维在加固工程上具有其他材料所不可比拟的优越性，被广泛应用于当前工程的加固上。本文从碳纤维加固的原理出发，对加固工程的方案进行讨论。

关键词：碳纤维；建筑；加固；应用

引言：

国家发展经济对一些落后衰败的地区或村落开展改变旧面貌的活动，因此建筑加固工程近些年较多的出现在许多地区。不同类型的建筑需要不同的工程加固方案，不能混为一谈。碳纤维主要是由碳量高于90%的无极高分子构成，根据构成可知，它的承受能力高、强度大，但本身的质量又比较轻，正是这些特征给了碳纤维在加固工程方面一个施展的机会。所以，针对碳纤维研究的方案要与时俱进，结合建筑加固工程深度挖掘碳纤维能够在加固工程上的最大限度应用方案，以此保证施工的完整、安全。

一、具体的碳纤维加固工程方案

（一）做好施工前期工作

在使用碳纤维进行工程加固之前，需要对各个受力的元件进行受力分析，分析他们所能够承受的最大压力。分析之后确保使用碳纤维加固不会改变这些元件之间的受力关系，可以将那些作用不大的元件进行拆除，方便后期的加固工作。在将一些负荷不大的元件进行拆除之后，对建筑的基底进行处理，保证加固的效果。混凝土长期暴露于空气中，难免不会受到影响。因此，一旦发现混凝土出现质变的状况，应当及时将表层质变的混凝土进行剥离。混凝土表层凹凸不平，可以适当使用一些材料将其填充或磨平。如果基底使用的历史年代悠久，在处理时发现大面积出现损坏，可以使用环氧砂浆进行整个大面积的处理。结构在经过较长时间的使用会出现缝隙或者是被自然天气影响出现的裂痕等，为了避免这些现象再次发生，可以将建筑物放在一个较为密闭、不与外界环境接触较多的空间里，使用打磨机亦或是砂纸对其表面受到损害的地方进行打磨工作，另外也可以使用一些清洁剂将表层的油污或者是污染物清洗干净，使得整个建筑更为整洁。建筑里的元件与元件进行联合时，往往可能会出现转角的情况，因此，可以将表层的混凝土进行打磨形成一个弧度，方便联结^[1]。

（二）进行涂抹底胶的工作

在前期工作完成之后，确保周围环境是干燥的，湿度不可以高于70%。在符合这样的工作环境下，工作人员就可以按照3:1的比例对主剂和固化剂进行混合，混合时一定要按照这个比例进行，不然会影响最终加固效果。实际工程进行时，由于主剂和固化剂的重量较大，根据肉眼判断是不可行的，因此可以寻找电子秤，对主剂和固化剂之间的数据进行严格的测量，确保最后的底胶配置是可以使用的。按照比例兑好之后，可以使用电子搅拌机对溶液进行很好地搅拌，最终使得主剂和固化剂很好地混合在一起，形成能够立刻使用的底胶。在底胶配置后的45分钟左右，才可利用滚筒刷，将底胶均匀地涂抹在混凝土表面，如图1所示。等待底胶彻底牢牢地可以贴紧基底时，才可以进行下一步的工作。

图1 在混凝土表面刷底胶

（三）进行碳纤维布的粘贴以及保护工作

在完成以上两个工作进程后，就可以粘贴碳纤维布。粘贴前需要配置粘结剂，粘结剂需要涂抹在混凝土表面，厚度需要高于混凝土表面2mm，这样才可以保证碳纤维布的粘贴。值得注意的是，如果涂抹粘结剂设计到碳纤维的一侧时，可以增大涂抹量。如果是混凝土方柱这种情况，就可以利用缠绕的办法进行碳纤维布的粘贴。在整个碳纤维布粘贴完毕之后，需要使用刮板将碳纤维布展平，去除掉其中产生的气泡，使得粘结剂可以和碳纤维布充分接触。实际上，粘贴碳纤维布可能不仅仅是一层，有时需要粘贴多层，因此，每粘贴完一层就需要对其进行气泡剔除、展平的工作。在整个粘贴工作处理完毕后，也需要对其进行保护。实际操作中，使用水泥砂浆材料的诸多，主要是为了避免出现各种意外情况，影响加固效果^[2]。

二、实际案例操作分析

在传统的住宅建筑的基础上对其进行加固改造，需要摸清楚整个建筑的构成、基本结构如何，在通过科学的测量工具进行数据测定，另外还要询问户主该建筑存在的历史，根据使用程度制定严谨的加固方案。例如，在具体对一传统建筑物实行加固时，工程管理人员提出需要使用碳纤维巩固加固工程，他们首先对基本的使用材料进行筛选和抽样检查，在梁底建筑粘贴碳纤维布，如图1所示，另外还需要U型箍完成最终整个加固工程。在对基本材料进行选择、筛选、处理时，技术人员首先需要使用电动工具对整个混凝土基面进行打磨，混凝土基面有些地方凹凸不平，甚至会有一些尖锐的地方，如果工人不小心触碰则会伤害到皮肤。在打磨完毕之后，这时技术人员需要粘贴碳纤维布，先对房梁的整个架构进行测量，测量过程需要严谨，确保测量到的数据有可靠性。需要特别注意的是，如果裁剪不合适，那么可以使用其他尺寸的布，但粘贴的时候需要注意不可以留空也不可以拼接，这些都会影响最终加固工程的效果。按照之前设定的加固方案，在粘贴完毕之后使用U型箍进行固定，U型箍上的碳纤维布可以使用宽20cm的，但需要严格按照工程方案设计的粘贴要求进行粘贴，特别是留出10cm的空隙。整个加固流程结束后，等待1—2小时左右，向整个粘贴碳纤维布的区域撒粗砂，保证后期可以进行砂浆流程。

图图2 粘贴碳纤维布

三、总结语

总的来说，使用碳纤维进行建筑加固是当前建筑行业发展的一个常态，为了保证社会大众能够享有安全舒适的居住环境或是工作环境，碳纤维的应用是首要考虑的。实际操作中，使用碳纤维需要根据建筑的结构制定加固方案，保证最终加固工程的质量。

参考文献：

[1]刘智民.碳纤维在建筑结构加固工程中应用[J].江西建材,2020,No.252(01):32-33.

[2]王胜群.浅析碳纤维复合材料在建筑结构加固工程中的应用[J].建筑工程技术与设计,2018,000(034):4339.