碳纤维复合材料在装配式建筑施工中的应用

碳纤维复合材料在装配式建筑施工中的应用

任俊腾

山东开泰石化股份有限公司    255035

摘要：碳纤维材料属于无机高分子纤维材料，含碳量在90%以上，融合了碳材料、纺织纤维的优势，同时能够和金属、树脂等多种材料进行结合，形成纤维复合材料，在装配式建筑施工中具有显著的应用优势。同时，碳纤维的价格持续降低，增强了碳纤维复合材料应用的经济性，从而被人们在建筑、道桥、航空等多个领域广泛应用，获得良好的应用效果。基于此，本文主要阐述了碳纤维复合材料的概念和应用优势，并积极探讨其在装配式建筑施工中的具体应用，以期为相关人员提供有效参考。

关键词：碳纤维复合材料；装配式建筑；施工；应用

1碳纤维复合材料

碳纤维复合材料借助金属、陶瓷、树脂等材料，和碳纤维复合形成的新型材料，具有质量轻、强度高、耐腐蚀和高温等多种优点，在多个领域被广泛应用。当前碳纤维复合材料主要以树脂为基体，占据市场份额较大，主要在航空航天、风力发电过程中对该种材料的需求量最大。树脂基碳纤维复合材料具有低成本、尺寸稳定性强等多重优点，相关生产工艺较为成熟。

2碳纤维复合材料在装配式建筑施工中的应用优势

碳纤维复合材料在装配式建筑施工中具有显著的应用优势。首先，碳纤维复合材料具有高强度和轻质的特性，使得它们在构件设计中能够实现更轻更薄的结构，从而减少整体建筑重量，简化搬运和安装过程，提高施工效率。其次，碳纤维具有优异的耐腐蚀性和耐候性，能够抵抗恶劣的环境条件和长期的风吹雨打，延长建筑的使用寿命。此外，碳纤维复合材料具有优秀的设计灵活性和加工性，可以根据建筑结构的需要进行定制制造，实现个性化的设计和快速的装配，满足不同项目的要求。综上所述，碳纤维复合材料在装配式建筑施工中的应用优势包括轻量化设计、耐久性强、灵活定制等，为现代建筑的发展提供了新的可能性和解决方案。

3装配式建筑施工中碳纤维复合材料的具体应用

3.1在混凝土构件加工中的应用

施工人员需与设计人员进行充分交流，明确设计要求，并详细分析混凝土构件的实际情况，制定科学合理的施工计划。其次，在进行修复前，需要充分清除构件表面的损坏部分，并进行针对性处理，确保其干净整洁，有利于后续的粘贴和修复。接着，在对混凝土构件进行全面修复平整后，施工人员应选用合适的环氧树脂粘贴碳纤维布，并在施工过程中注意涂抹均匀、压实充分，以确保修复效果的质量和稳定性。最后，为了提高修复层的结合牢固性，需要合理进行灌缝处理，并在底胶配置和碳纤维布粘贴过程中严格控制操作细节，确保每一步都符合设计标准和质量要求。

3.2在装配式建筑剪力墙板中的应用

装配式建筑剪力墙板施工过程中，施工人员合理选择碳纤维水泥基复合灌浆料，采用搅拌棒将其从一侧注入剪力墙板内，充分发挥碳纤维材料的应用优势和价值，提高剪力墙板的整体强度。并应用丙酮溶液、细砂纸等相关材料，对其表层做好抛光处理工作。施工人员在实际操作中，对剪力墙板胶结位置选用粗砂纸进行打磨处理，全部打磨掉该位置的氧化层和相关杂质，确保其表面粗糙，提高胶结效果。同时，施工人员选用丙酮溶液，擦洗复合碳纤维布的油脂之后进行晾晒，并根据装配式建筑施工要求，按照合适的比例，配置胶结剂，与环氧树脂材料进行均匀混合，并将碳纤维布全部放入到胶结剂内，等待最终胶结，进一步保障建筑的节能环保性[3]。另外，施工人员按照等比例混合的胶结剂，在打磨完成的装配式剪力墙板上均匀涂刷胶结剂，同时将浸润之后的碳纤维布平整地胶结在剪力墙板，并做好固定工作，实现装配式剪力墙板更加有效的固化施工。施工人员应用碳纤维复合浆料的过程中，在装配式建筑施工现场进行浇筑，借助钢丝网片有效隔离预制剪力墙，保持其和碳纤维布进行胶结固化之后，清除钢丝网片，从而将其和花纹钢板进行有效胶结。

3.3在承载结构中的应用

碳纤维复合材料在装配式建筑承载结构中发挥十分重要的作用，主要由于其具有较强的可塑性，在应用过程中便于施工人员结合需求，制作多种形态和尺寸的承载结构，更加符合建筑承重折板、楼板等多种需求。一般情况下，在装配式建筑承载结构中应用碳纤维复合材料，主要当作外墙板、防腐楼板，提高建筑的耐久性，延长其使用年限。该材料在一定程度上可有效代替钢筋、混凝土，提高工程质量，同时有效制作门窗、隔热板，并按照相关要求在现场进行安装，施工便捷、效率高、质量佳，获得理想的施工效果[4]。

3.4在涂层织物中的应用

碳纤维复合材料能够满足该要求，借助其显著的性能优势，有效保护涂层织物，改善其性能，提高其美观性。如，棉织物在现代建筑领域中被大范围应用，具有一定的保护功能，但是在实际应用中容易受到外部环境因素的影响，出现腐蚀，甚至霉变的问题，不利于延长建筑的使用寿命，而将碳纤维复合材料均匀涂抹在涂层织物上，能够解决其易腐蚀的问题，为工程建设提供更加有力的保障。

3.5在混凝土质量增强中的应用

建筑施工过程中离不开混凝土的支撑，混凝土是十分关键的材料，对建筑质量具有较大影响。为了提高建筑整体质量，确保混凝土性能优越，施工人员可以在混凝土质量增强上合理应用碳纤维复合材料，提高其抗腐蚀性、耐久性。如，在钢筋混凝土中应用碳纤维复合材料，充分发挥其抗腐蚀性能，提高钢筋的加固性能，避免发生腐蚀现象，同时能够增强混凝土抗震性能、拉伸强度等，使得混凝土具有更高的应用价值[5]。另外，碳纤维复合材料在耐火性、抗冲击性方面具有显著的优势，从而在混凝土增强中应用，能有效节约成本，保障建筑安全和质量，获得更多综合效益。

3.6在结构补强材料中的应用

装配式建筑施工中，结构构件进行横向、纵向连接的过程中，会产生预留缝，尤其是预制内、外剪力墙，水平缝宽度不同，对建筑物的综合承载能力具有较大影响。因此，施工人员需要详细分析装配式建筑构件吊装工作特点和问题，测量定位墙体边线和钢筋，做好墙面找平工作，同时在内页两侧全面封堵水平缝，确定水平缝灌浆位置。同时，施工人员在水平、垂直缝中间合理设计排水孔和防水卷材，提高建筑防水效果，并在结构补强材料中应用碳纤维复合材料，补强水平缝。施工人员在装配式建筑剪力墙施工过程中，如果出现竖向接缝，在后浇段要合理配置纵向钢筋，清理结合面，吊装剪力墙板，设计临时支撑，校正预制墙板，同时在水平缝中注入碳纤维复合水泥基浆料，依次使用碳纤维复合补强剂、修补剂和粘结剂，注浆封堵。另外，如果剪力墙吊装完成之后出现预留板缝，要将该位置全部浸湿，将橡胶棉条布置其中，封堵板缝，增强水平缝密封性。并在完成灌浆操作之后，封堵预留接缝控制，确保装配式建筑剪力墙水平缝补强质量符合建筑要求。

4结论

在装配式建筑发展过程中，合理应用碳纤维复合材料，可以提高建筑施工质量，延长其使用寿命，为人们带来更加安全、高质量的建筑服务。碳纤维复合材料具有较多应用优点，施工人员将其合理应用到混凝土构件加工、装配式建筑剪力墙施工和水平缝补强、建筑承载结构等多个方面，有效保障了装配式建筑的安全稳固性。

参考文献

[1]刘惠林,段亚弟.碳纤维复合材料在装配式建筑施工中的应用研究[J].中国新技术新产品,2023(13):102-104.

[2]潘栩,祝诗洋,钟业盛,等.硅改性酚醛/碳纤维复合材料的制备及烧蚀性能[J].材料工程,2023,51(6):150-158.

[3]杨亮,蔡桂喜,刘芳,等.碳纤维复合材料制孔结构超声无损检测及评价[J].中国机械工程,2023,34(19):2327-2332.

[4]胡凯,杨莹.建筑用碳纤维复合材料的增强改性与性能研究[J].合成材料老化与应用,2023,52(5):103-105.

[5]刘文静,杨国荣,赵晓曼.碳纤维复合材料研究进展及其应用[J].纺织科技进展,2023(7):1-4,52-52.