，本文對(duì)比了混凝土梁碳纖維加固與傳統(tǒng)方法在抗震性能方面的優(yōu)劣，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，研究顯示碳纖維加固能夠顯著提高混凝土梁的抗彎承載力、抗剪承載力以及延性和韌性，碳纖維加固還具有施工簡(jiǎn)便、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，在地震區(qū)的應(yīng)用方面，碳纖維加固顯示出良好的耐久性和維護(hù)方便性，有助于減少地震災(zāi)害對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，碳纖維加固技術(shù)被認(rèn)為是一種有效的抗震加固方法。

一、混凝土梁碳纖維加固適用情況

• 梁承載力不足時(shí)：當(dāng)混凝土梁由于多種原因?qū)е鲁休d力不足時(shí)可采用碳纖維加固。例如受火災(zāi)后鋼筋強(qiáng)度降低，像一些建筑經(jīng)歷火災(zāi)后，梁中的鋼筋性能下降，致使梁的承載能力達(dá)不到要求；或者因改變結(jié)構(gòu)使用功能，原本的設(shè)計(jì)承載力不能滿(mǎn)足新的荷載要求，就需要對(duì)梁進(jìn)行加固，碳纖維加固是可行的方法之一。
• 梁的常規(guī)加固需求：在梁跨度不變的情況下，為了提高梁的承載能力、減小撓度、提高抗裂性，如果驗(yàn)算鋼筋量差值較?。ㄏ鄬?duì)受壓區(qū)高度系數(shù)ξ≤0.5或差值在0.2以?xún)?nèi)），可以采用粘碳纖維片材加固的方法。

二、碳纖維加固的原理

• 與混凝土結(jié)構(gòu)共同承載：碳纖維材料用于混凝土梁的加固，關(guān)鍵在于與混凝土結(jié)構(gòu)相互擔(dān)負(fù)載荷，從而提升建筑物的承重能力。就像是給梁增加了一個(gè)得力的“幫手”，共同承擔(dān)上面的重量。
• 約束混凝土：對(duì)梁進(jìn)行抗彎加固，即利用碳纖維材料約束混凝土，減少混凝土在剪應(yīng)力作用下出現(xiàn)裂縫，進(jìn)而達(dá)到提升抗拉強(qiáng)度的作用。

三、碳纖維加固的優(yōu)點(diǎn)

• 力學(xué)性能優(yōu)越：碳纖維復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度是普通Ⅱ級(jí)鋼筋抗拉強(qiáng)度的10倍以上，彈模與鋼材相當(dāng)，能夠?yàn)榛炷亮禾峁┖芎玫募庸绦Ч?/li>
• 良好的耐腐蝕性及耐久性：碳纖維材料不與酸堿鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以用碳纖維材料加固后的鋼筋混凝土梁，在一些特殊環(huán)境（如沿海地區(qū)空氣濕度大、鹽堿含量較高的地方）具有良好的耐腐蝕性及耐久性。
• 自重輕：碳纖維的單位體積重量?jī)H為鋼材的l/4左右，制成板狀后，其厚度僅為1.4mm左右，幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重和改變截面外形，對(duì)原結(jié)構(gòu)影響小。
• 施工便捷：
  • 靈活性高：碳纖維布是一種柔性材料，可以任意裁剪，能有效封閉混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀，適合各種形狀和尺寸的混凝土梁加固，尤其適用于施工面較小的工程。
  • 操作簡(jiǎn)便：施工工序相對(duì)簡(jiǎn)單，由于其自重較輕，可用小型電動(dòng)工具操作，對(duì)操作空間要求較寬松，不像傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法需要眾多工種、大量勞力及大型施工設(shè)備，可以在傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法施工的有限作業(yè)空間內(nèi)實(shí)施。

四、施工工序

1. 施工準(zhǔn)備：認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)實(shí)際情況擬定施工計(jì)劃，備齊施工所需的各種材料及機(jī)具。
2. 混凝土表面處理：
   • 清除混凝土梁表面剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。
   • 用混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，將混凝土面層打磨平整，尤其把表面的凸起部位磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R≥20mm）。
   • 用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。
3. 配置、涂刷底膠：按主劑:固化劑 = 2:1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后再進(jìn)行下一工序施工，一般固化時(shí)間為2 - 3d。
4. 配置找平膠（FE膠）并找平面層：混凝土梁表面凹陷部位用FE膠填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用FE膠填補(bǔ)，轉(zhuǎn)角處用FE膠修補(bǔ)成光滑的圓弧，半徑不小于10mm。
5. 粘貼碳纖維片材：
   • 按尺寸裁剪碳纖維布，調(diào)配、攪拌粘貼碳纖維材料的加固**膠（FR膠），攪拌至色澤均勻，然后用滾筒刷均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些。
   • 在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙，將碳纖維布拉緊展平并鋪在涂有FR膠基面上，用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使FR膠充分浸透碳纖維。碳纖維沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維固定。多層粘貼重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥進(jìn)行下一層的粘貼。

碳纖維加固成本效益分析

碳纖維加固后的維護(hù)周期

碳纖維加固與傳統(tǒng)方法對(duì)比

碳纖維加固在地震區(qū)的應(yīng)用