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钢筋混凝土结构加固施工中碳纤维布的应用目录一、内容概要 (2)1.1 碳纤维布加固技术的发展背景 (2)1.2 碳纤维布在加固工程中的应用意义 (3)二、碳纤维布材料特性 (5)2.1 碳纤维布的材料组成与性能 (6)2.2 碳纤维布的力学性能特点 (7)三、钢筋混凝土结构加固原理 (7)3.1 钢筋混凝土结构的加固需求分析 (8)3.2 碳纤维布加固的原理与效果 (9)四、碳纤维布加固施工工艺 (10)4.1 施工准备与材料选择 (11)4.2 施工工艺流程 (12)4.3 施工过程中的关键技术与操作要点 (13)五、碳纤维布加固工程的验收与评估 (15)5.1 工程验收的标准与方法 (16)5.2 加固效果的检测与评价 (17)六、碳纤维布加固的案例分析 (18)6.1 典型案例介绍 (19)6.2 案例分析与讨论 (20)七、存在的问题与改进措施 (21)7.1 存在的问题 (23)7.2 改进措施与建议 (24)八、未来发展趋势与展望 (25)8.1 技术创新与发展方向 (26)8.2 对未来加固技术的展望 (27)一、内容概要本文档主要介绍了钢筋混凝土结构加固施工中碳纤维布的应用。
内容涵盖了碳纤维布的基本概念和特性、应用范围和施工流程，以及在钢筋混凝土结构加固中的具体应用方法和实际效果。
还探讨了碳纤维布在加固施工中需要注意的问题，包括材料的选择、施工质量控制、安全施工等方面。
对碳纤维布在钢筋混凝土结构加固施工中的优缺点进行了分析总结，为相关领域的工程实践提供了参考依据。
1.1 碳纤维布加固技术的发展背景随着现代建筑技术的飞速发展，高层建筑、大跨度桥梁、地下工程等复杂结构逐渐增多，对结构的安全性和耐久性要求也越来越高。
在实际工程中，由于各种原因（如设计失误、施工质量不达标、自然灾害等），结构可能会出现损伤、老化、腐蚀等问题，影响结构的正常使用和安全性能。
对既有结构进行加固改造，提高其承载能力和耐久性，成为工程建设领域亟待解决的问题。
碳纤维布在高层混疑土墙\柱加固中应用摘要：碳纤维布加固混疑土结构具有不破坏原结构，施工方法简便，加固后能使结构满足设计要求等优点，本文重点介绍碳纤维布加固混疑土墙、柱的设计计算及施工工艺。
关键词: 碳纤维布加固剪力墙、柱设计计算abstract: a mix of carbon fibre reinforced soil structure has not damage the structure, construction method is simple, strengthened structure can meet the design requirements and other advantages, this article introduced a mix of carbon fibre reinforced wall, design and calculation of the column and the construction technology.keywords: of carbon fibre reinforced shear wall, column design calculation中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：本工程为23层框架剪力墙结构,裙房柱截面尺寸为400x500,主楼柱截面尺寸为400x550, 主楼剪力墙厚250.施工时采用商品混疑土浇注,当主体施工到二层楼面时,发现一层部分墙、柱砼浇捣错误，其砼强度低于设计值，随后对整层每片墙、每根柱砼强度进行现场强度回弹强度检测，回弹结果表明：主楼部分有六柱及一片墙砼强度仅为c27左右（为计强度的67.5%），五根柱二片墙强度仅为c32左右（为原设计强度的80%），群房部分柱砼强度虽未达到设计要求，经过验算可满足设计要求，无须加固，故本工程仅对主楼部有分缺陷的墙、柱进行加固处理。
1 加固方案的确定1.1 外保碳纤维布加固，对砼强度等级达到c32左右的墙、柱采用外包碳纤维布来提高抗压强度，以达到设计要求。
碳纤维加固法在钢筋混凝土柱补强施工中的应用发布时间：2021-12-31T07:06:28.215Z 来源：《建筑实践》2021年第8月22期作者：朱磊[导读] 本文解析了钢筋混凝土柱结构补强的技术特点、施工工艺朱磊云南国土资源职业学院云南昆明650000摘要：本文解析了钢筋混凝土柱结构补强的技术特点、施工工艺，并紧密结合自己在工程中的实践经验，介绍了钢筋混凝土柱结构补强的施工技术、施工工序质量的控制措施。
关键词：碳纤维加固结构补强实践应用随着社会经济的高速发展，建筑行业市场对现代建筑物的使用要求越来越高，钢筋混凝土柱由于具有承载能力高、抗震性能好等优点，已逐步在现代建筑施工得到广泛应用。
在工程实践中，当钢筋混凝土柱承受荷载超出其自身承载极限时柱体就会发生损伤变形，及时进行结构补强是确保建筑结构安全的重要手段，现结合在一综合楼项目中钢筋混凝土柱结构补强的施工实践进行分析。
一、碳纤维加固结构补强的原理钢筋混凝土柱是建筑结构中重要的受力构件，属于压弯构件，主要承受轴力，这种受力状态决定其延展性小，当钢筋混凝土柱不能满足安全性、耐久性和适用性要求时，就须进行结构加固补强。
碳纤维布加固法作为钢筋混凝土柱常用的结构补强方法，补强效果具有耐腐蚀性、耐渗性、减震性能好等特点。
碳纤维布加固法的原理是用粘合剂将碳纤维布粘贴在柱构件的表面，碳纤维的包裹对柱产生环箍作用，在一定程度上提高了柱的轴心抗压强度，碳纤维对柱产生的横向约束作用还可显著提高柱在水平荷载下的延性，满足轴压比的延性要求。
二、钢筋混凝土柱碳纤维加固法的应用实践1、工程概况某学校教学楼，建筑面积9120m2，结构形式为钢筋混凝土框架结构，6层，总高22米，混凝土标号C30。
该教学楼使用年代久远，经第三方机构进行房屋鉴定后需对该建筑结构进行补强加固，由设计单位对钢筋混凝土柱承载力和延性的核算，确定对钢筋混凝土柱采用碳纤维布加固法补强，即采用沿整个柱高范围包裹3层碳纤维布，经碳纤维加固后将有效提高柱的抗剪承载力和延性，以确保建筑物的使用安全。
碳纤维布在桥梁混凝土加固中的作用和应用研究摘要：碳纤维布是一种轻质坚固、抗拉性能极其优良的复合型材料。
目前，使用碳纤维布加固技术在我国广泛研究，拥有成熟的理论支持，在工程应用上也很广泛。
碳纤维布作为土木领域加固的常用手段，本文主要通过改变碳纤维布的粘贴方式、粘贴层数、桥梁混凝土柱的长短、形状等因素进行对比模拟实验，较为详细的探究碳纤维布在桥梁混凝土加固中的作用和应用。
关键词：桥梁；碳纤维布；柱加固；应用1、前言现代建筑主要有桥梁钢筋混凝土建造而成，高层建筑和大跨度桥梁都与混凝土有密不可分的联系。
但是，对于实际工程而言，那些处于极端、复杂环境下的桥梁钢筋混凝土结构的强度会随时间而发生改变。
日积月累的损伤使桥梁钢筋混凝土结构更容易发生构件的疲劳破坏、变形、裂缝等，从而导致桥梁钢筋混凝土整体的承载性能的下降。
除了时间和环境因素，混凝土结构的性能还容易受到突然性的破坏力或是自然灾害的影响。
如果混凝土的损伤不大，便可以不用重建，只需要使用一定的修复加固措施到达相关要求即可。
因此建筑结构的加固改善成为市场越来越受欢迎加固修复措施，既可满足、耐久性、适用性等安全要求，又能节省二次重建的成本。
所以对于碳纤维布加固的研究是有重要价值的。
2、碳纤维布加固桥梁混凝土柱轴心受压分析2.1 桥梁钢筋混凝土轴心受压承载力理论分析荷载的作用线与构件截面形心轴线重合的构件成为轴心受压构件。
在实际工程中，理想的轴心受压构件并不存在，但是在设计多层多跨建筑中的内柱和屋架的受压腹柱等以恒荷载为主的构件时，计算时大多近似简化为轴心受压构件。
根据箍筋配置的不同，轴心受压构件又可以分为普通箍筋和配置间距比较密集的螺旋箍筋，本文所采用的是配置普通箍筋。
2.1.1长细比根据构件长细比的不同，轴心受压构件在构件的尺寸可分为两种杆件，一种是短构件，另一种是中长构件。
一般而言，将两者称为短柱和长柱。
或（1）—构件的长细比—构件的计算长度—矩形构件截面宽度—圆形截面构件的截面回转半径对轴心受压构件而言，一般圆形截面和矩形截面则称之为短柱；一般圆形截面和矩形截面则称之为长柱。
碳纤维布在混凝土框架结构梁的加固应用摘要：本文结合某教学楼加固的具体工程实例，阐述了碳纤维布加固的机理及加固施工工艺，工程实践表明：通过粘连碳纤维布的加固处理，能有效的提高混凝土框架结构梁的承载力。
关键词：加固机理；碳纤维布；承载力中图分类号：tq327.3 文献标识号：a 文章编号：2306-1499（2013）06-（页码）-页数1.引言钢筋混凝土结构广泛应用于建筑结构中，混凝土碳化、介质侵蚀、碱骨料反应等原因，经过长时间的使用，梁体的承载力或耐久性均会有所下降，最直接的处理方法就是拆除重建或补强加固。
常用的加固方法主要包括：加大混凝土截面加固法、外包钢加固法、粘钢加固法、预应力加固法以及粘贴碳纤维补强加固。
采用碳纤维加固是目前比较可行的方法之一，实际上，碳纤维布增强混凝土结构在实际应用中有很多优势，比如良好的承载力、不腐蚀、防磁化、重量轻、不占用空间等。
2.碳纤维布的物理力学性能2.1物理性能与应用按高分子材料的种类可分为碳纤维布（cfrp）、玻璃纤维布（ gfrp）和芳纶加劲布（afrp）三种，其中以碳纤维布的应用最为广泛。
碳纤维布具有较高的抗拉强度，约为普通钢材的10 倍，弹性模量与钢材处于同一数量级；自重轻，每平方米质量为3 mm 厚钢材的1p100 ；厚度小，其厚度为1～2 mm ，是一种高效的结构加固修补材料。
2.2力学性能碳纤维布是一种正交异性材料，通常在纤维方向具有很高的强度，而在垂直于纤维的方向强度较低。
一般，将碳纤维布的主拉应力方向沿加固混凝土梁体的纵向布置，与受力钢筋方向一致，这种加固方式为单向加固。
当需要双向加固时，可采用双层粘贴的方式实现。
从前人的试验分析基础上得到的应力应变曲线可知，碳纤维布的应力—应变关系在断裂前基本上是一条直线，即碳纤维布在工作应力范围内基本上表现为线弹性，不存在屈服点或塑性区。
3.碳纤维布的加固机理[1、3]3.1梁体加固机理采用碳纤维布粘贴加固混凝土梁，一般是粘贴在梁底受拉区，以提高截面的抗弯承载力，这时碳纤维布的作用类似于梁底受拉钢筋。
碳纤维布加固钢筋混凝土柱论文摘要：对拟补强加固构件的混凝土表面及其处理方法，基底树脂的涂敷，碳纤维布的粘贴、养护、表面整饰等进行充分研究和设计，并对使用材料、配套树脂、机具等做好准备工作。
一、应用碳纤维布加固钢筋混凝土柱的技术特点第一，碳纤维布加固框架柱，是用纤维布缠绕柱体，使混凝土处于三向受力状态。
由于碳纤维布极高的抗拉强度以及和混凝土较好的粘结性能，使得碳纤维布有效约束混凝土，从而使其承载能力和延性有较大提高。
有试验表明：有缺陷的柱通过碳纤维布环箍作用，其抗压强度可以达到相同等级混凝土的1.4倍。
第二，碳纤维布是一种厚度小、自重轻、柔韧性好的材料，它具有极高的抗疲劳性、抗徐变、抗酸碱、抗高温的特性，所以用来加固混凝土柱可以满足抗弯、抗压和抗震的要求，并且还不会增大柱子的截面。
第三，这种加固方法有不破坏原结构、施工简便的优点，加固完成后，结构在使用过程中无需再投入维护费用，使用寿命长。
二、应用碳纤维布增强钢筋混凝土柱延性的方法采用倒T形，柱子的水平力加荷点位于柱子反弯点处，首先施加轴力至给定值；随后，保持轴力值不变，循环加卸水平力。
水平力加载方案为：试件屈服前用水平荷载来控制，分级加载至试件屈服，并记录试件屈服位移△；试件屈服后，以屈服位移△，为增量反复循环，不断增大试件位移，直至试件水平荷载下降至峰值荷载的85%为止。
钢筋混凝土柱经横向包裹碳纤维布加固后，其变形性能得到了显著改善，位移延性比明显提高。
通过对试验结果的分析，可以发现影响延性系数大小的因素主要有：碳纤维布用量、轴压比、剪跨比、混凝土强度等。
基本规律为：加固柱延性的提高程度是随着碳纤维布用量的增长而增大的；构件轴压比较小时加固效果较好；剪跨比较小时，使用碳纤维布可以提高短柱的抗剪承载力，转变破坏形态，改善短柱的变形性能；构件的混凝土强度较低时加固效果较好。
以上研究表明，采用碳纤维布加固钢筋混凝土方柱时，对柱子转角部位进行倒圆角处理可以提高加固柱的延性，规律为：随着角部圆弧半径的增大，加固柱的延性提高幅度也随之增大。
碳纤维在钢筋混凝土结构加固中的应用简介：碳纤维质轻高强、耐腐蚀、抗老化，在结构加固工程中的应用，已成为工程界的热点。
用其加固钢筋混凝土结构，施工简单便捷，在今后的混凝土结构维修加固中必将得到广泛的应用。
本文结合2006年羚山发电厂采用碳纤维加固补强的实践，介绍其所用材料、施工工艺及其应用性分析。
关键字：碳纤维、混凝土结构、加固、应用1、工程概况羚山发电厂位于广东省肇庆市羚山脚下，主车间始建于1971年，上部为钢筋混凝土框架结构。
2006年，为把屋面设备钢筋混凝土梁架的承载力由1000kg/m提高到1800kg/m，采用美国赫氏公司生产的Fabrucs117（300g/m2）型0.167mm厚碳纤维布，对该屋面筋混凝土梁架进行了加固，效果很好。
2、材料及其性能碳纤维是世界上施工程序最简易的补强材料之一。
用同一方向排列的碳纤维织物，在常温下用环氧浸渍树脂胶粘贴于混凝土结构表面，使二者作为一个新的整体，共同受力，利用碳纤维的抗拉能力，加大对混凝土的约束力混凝土构件加固后，可有效地增大结构抗拉及及抗剪能力，提高其强度、刚度、抗裂性和延性，控制裂缝和挠度的继续发展，从而达到对混凝土构件加固的目的。
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。
碳纤维复合材料包括碳纤维布和粘接材料：2.1、碳纤维布具有如下特点：（1）、力学性能优异：主要技术指标：抗拉强度：3550MPa/mm2，弹性模量≥2.35×105Mpa，伸长率≥1.4%。
（2）、化学稳定性良好：具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线和防水能力。
（3）、材料重量轻：可以不增加结构体积和不改变结构外型。
增加的结构重量可以忽略，便于用所需要的色彩涂装，而不留补强痕迹。
（4）、施工简单：可用手动和小型电动工具操作，可在有震动的情况下施工而不影响补强效果，工期短，进度快。
（5）、随形性好：不受形状限制，加固后均可保持物体原状，不影响表面装饰。
碳纤维在混凝土结构加固中的应用在土木工程中，由于各种原因，经常需要对已有建筑物进行维修、加固。
实践证明，应用碳纤维材料对商品混凝土结构进行加固，是一种有较高技术含量的、全新的建筑结构加固方法。
本文通过分析碳纤维在商品混凝土结构加固中的技术特点及设计原则，针对粘贴碳纤维加固施工工艺进行探讨，并对工程性能进行评价。
1碳纤维材料在商品混凝土结构加固中的技术特点高强高效。
由于碳纤维材料优异的物理力学性能，在加固修补商品混凝土结构中可以提高商品混凝土结构及构件的承载力和延性，改善其受力性能，达到高效加固修补的目的。
施工便捷，工效高，无湿作业，不需大型施工机具，施工占用场地少。
根据有关统计资料，同为粘贴加固工法，粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。
具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。
试验表明，碳纤维材料加固商品混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。
适用面广。
粘贴碳纤维材料加固修补商品混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补，且不改变结构形状，这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。
尤其重要的是，对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，采用旧的加固手段几乎无法实施，而采用该项加固技术都能顺利解决。
施工质量易保证。
由于碳纤维材料是柔性的，即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100％的有效粘贴率，而粘贴钢板则很难达到100％的有效粘贴面，相应的验收标准也只要求其达到70％就可以了。
碳纤维材料质量轻且薄，粘贴后每平方米重量不到 1.0kg，粘贴一层的厚度仅1.0mm左右，加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。
2碳纤维加固技术的设计原则碳纤维加固修补砼结构作为一项新技术，既有其不可比拟的优点，但也有其一定的适用范围和适用条件，超出此范围而盲目地采用此技术就会导致不安全、不经济、不合理的后果。
碳纤维布在多层混凝土框架柱加固中的应用
某多层钢筋混凝土框架仓库工程,柱网尺寸6m*6m多层框架采用商品混凝土浇筑，当主体结构施工到5层露面时，发现3层部分框架柱混凝土强度低于设计值，随后对整层每根柱混凝土进行现场回弹强度检测，回弹结果表明：有三根柱混凝土强度等级仅为C10左右（为原设计强度33.33％）；有4根柱混凝土轻度等级仅为C18左右（为原设计强度的60％）。
1、加固方案的确定
1.1外包碳纤维布加固对混凝土强度等级达到C18的柱采用外包果蛾胺纤维布来提高抗压强度，并达到设计要求。
1.2内贴钢板外包碳纤维布对混凝土强度等级仅达到C10左右的柱采用内贴薄钢板（薄钢板宽500mm，厚6mm）、外包裹碳纤维布的方案来提高混凝土柱的抗压强度，满足抗震要求，并达到柱的设计强度要求。
采用上述方法来架固有缺陷的柱的依据为：1、碳纤维布具有优异的物理力学性能，抗拉强度高于普通钢10－15倍，弹性模量与钢较接近，实验表明：有缺陷的柱通过碳纤维布环箍作用，能有效地约束混凝土，显著的提高混凝土轴压柱的延性，是主抗压强度可达到相同等级混凝土的1.4倍左右；2、碳纤维布是一种厚度小、自重轻、柔韧性极好的材料，它具有极高的抗疲劳性、抗酸碱、抗徐变、抗高温的能力，用来加固柱子除能满足抗压、抗弯和抗震的要求外，加固后基本上不改变外形尺寸；3、这种加固方法具有不破原结构、施工简便的优点，加固完成后，结构在使用过程中无需再投入维护费用，使用寿命长。
虽然其材料价格相对较高，但可节约施工费用，并具有长远的综合效益。
具体加固方法如图1所示。
2 碳纤维布对
混凝土柱的加固施
工
2.1柱混凝土表
面检验及放线
1、在加固之
前，对被加固的柱混
凝土表面进行检验，
检测混凝土的含水
率，并对表面裂缝宽度及其分布状况进行详细测量，对主要缺陷做出标记。
2、再被加固的柱混凝土表面上按加固施工图用墨线弹出需粘贴碳纤维布的部位。
2 柱混凝土表面修复和裂缝修补
1、将被加固的柱混凝土表面凿去混凝土保护层，特别是粘贴碳纤维布部位的表层必须坚实、平整、清洁。
对有缺损、孔隙、蜂窝的地方，先凿去松动的混凝土，然后再用高标号的砂浆进行修复。
当缺陷面积≥0.1m2时，则用无收缩水泥砂浆修补。
对暴露出的钢筋应先除锈再修补。
2.3柱混凝土表面预处理
1、清除混凝土表面的所有杂质（如浮浆、油渍等），再对粘贴面进行打磨，除去表面的砂浆层，直至完全露出坚实层。
对高出柱面5mm的突出部分需要
磨平，表面平整度不大于5mm/m。
2、用凿毛工具将基层表面形成许多细微的空洞，然后用吸尘设备除去表面的粉尘和残留物。
3、在加固施工之前，混凝土表层的含水率如果大于4％时，应烘干，使其达到要求。
2.4粘结剂的配制和碳纤维材料的准备
1、粘结剂与碳纤维材料应配套使用。
2、粘结剂的配制搅拌，必须使用低转速电动搅拌机（转速<500r/min），按同一方向搅拌，时间控制在3min左右。
3、按要求尺寸剪裁纤维布，并保持粘贴面的清洁，需要时要用脱脂棉蘸丙酮将粘贴面擦拭干净。
2.5涂敷粘结剂及粘贴碳纤维
1、用干净的抹刀将配制好的粘贴剂均匀涂抹到以处理好的混凝土柱面，厚度为1.5mm左右，然后将建材好的碳纤维布材紧贴在预定的位置上。
碳纤维布粘贴方向里层沿轴线，外层环绕。
2、粘贴剂在常温下固化，24h内严禁扰动粘贴好的碳纤维布材，并应该避免灰尘、水磷等污染，48h后便可以收力使用。
2.7验收
1、对加固用的碳纤维布材、粘贴剂要求厂家提供材料检测报告，并对材料进行现场抽检，并送到指定单位检测，待估和有关要求后方能施工。
2、碳纤维布材现场施工位置偏差与设计图规定轴线偏差应小于5mm。
3、粘贴碳纤维布应展平压实，碳纤维布与基层之间必须粘结紧密，多余的胶液应挤出。
碳纤维布与基层之间结合是否良好，可用锤击方法判断，其合格标准如下：单个面积空鼓<0.13m2；空鼓占总面积<5％；空鼓平均为<10处／m2.
4、对空鼓面积超过上述标准的碳纤维布加固部位，可切除空鼓的碳纤维布，用厚度相等的碳纤维布材进行修补，其搭接长度不小于100mm。
3、框架柱加固后的效果
1、用碳纤维加固后，基本干部处被加固的痕迹，其截面几何尺寸仅比原设计增大2－7mm。
2、一次加固后不需考虑今后使用过程中的维护。
虽然碳纤维加固费用比粘钢加固要高，但其施工速度快（这次加固从施工准备到完成仅用了两天），可节约施工费用，还具有长远的综合效益。
3、加固完成后2年内的4次观测表明，加固柱底部和上部测点均未发生变化，粘结碳纤维加固部位的小锤敲击声固定音频无变化。
