预应力碳板在混凝土加固工程中的施工工艺及控制重点分析

陈治希

一、碳纤维的概述

碳纤维具有优良的品质，质量轻，有着极强的抗拉拔性能，在与环氧树脂协同工作时抗疲劳能力强、耐久性能好等特点，在混凝土结构加固中有着良好性能表现。以混凝土结构为例，在进行实际加固工程时一般使用高强型或高弹性模量型的复合碳纤维材料进行加固，高强型碳纤维材料的抗拉强度一般可达3800 MPa左右，与钢筋的弹性模量相当，但其拉伸强度可达钢筋的十倍以上；高弹性模量的碳纤维材料的拉伸强度为传统钢材的600%，其强度超过2400Mpa。

二、加固原理

由于良好的性能表现，碳纤维复合材料作为一种新型的建筑材料受到各国工程技术人员的青睐，广泛应用于各个领域。混凝土结构的工作机理非常适用于采用碳纤维材料进行加固，其工作机理如下：

（1）钢材和混凝土受到应力的作用下会共同发生形变,形成互相夹持的状态。

（2）钢筋和混凝土之间的相容性可保护钢筋，钢筋遇酸性物质就会生锈，混凝土材料为碱性材料，当遇到弱酸性环境时，可发生中和反应，间接地保护了钢筋材料，为钢筋材料充当“保护伞”的功能。

（3）在正常的受力机理情况下钢筋的抗拉强度和弹性模量等方面的性能都优于混凝土。通常情况下两种材料的弹性模量和抗拉强度的比值一般为：

根据上列公式计算得出N=5.56～6.67，即1m2的钢筋大约等于6m2的混凝土，某些弹性模量较低的加固材料必须满足最低的使用性能要求。

（4）使用树脂涂在加固的混凝土结构表面，树脂可以渗透到混凝土并和碳纤维材料形成一体，在混凝土结构发生应力变形时传递剪切力。……