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基于光纤的智预应力碳纤维加固系统

1、性能简述

光纤碳纤维板是指由碳纤维增强材料，环氧树脂基体材料，在结构内部加入具有形状记忆功能的驱动元件和测控软硬件，并经一系列生产工艺制成的碳纤维板。

区别于普通的碳纤维板，光纤智能碳纤维板主要是能感知外部环境的变化和荷载作用，感知内部结构的疲劳性和腐蚀性，并通过智能软件传输到电脑端，使工程人员可以实时监控到工程结构概况。

2、应用评价

针对重大工程和基础设施的健康监测和诊断是一项贯穿整个工程生命的周期的技术，从工程施工、运营管理一直到拆除都需要进行监测。

光纤预应力碳纤维板加固系统除了具有普通碳纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大等优异性能，可广泛适用于工业与民用建筑物的梁、板、柱、墙、天路公路强梁、隧道、烟囱、塔结构等设施的加固补强。预应力碳纤维板做补强混凝土结构时，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，预应力碳纤维版施工工艺更为简便且加固效果突出。5、粘接***，在达到正截面极限承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离***。相较于其他的加固方式，利用预应力谈纤维板加固系统有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，已得到愈来愈多的青睐于肯定。二光纤预应力碳纤维板加固系统正好弥补了普通碳纤维板加固在结构中无法实时检测的遗憾。相比普通碳纤维板的性能特点，光纤预应力碳纤维板肯定是更上一层楼。因此也已在桥梁、建筑物结构等工程中得到适用，并取得一致好评。

梁结构加固方法优缺点

增大截面加固法是通过增加原梁的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增大梁截面。

优点：是对增大梁的轻度和刚度稳定性是效果明显的和有保障的，同时可以根据受力特点个加固目的灵活设计为单侧、双侧或三面包套，这为一些位置难以施工的梁提供了灵活性的处理方式，规范没有同其他加固方法一样限制只能提高40%的强度，对承载力相差较大的情况特别适用，该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，正基于这些优点，此方法为我们大部分结构设计同行的选。碳纤维是含碳量在90%以上的高性能纤维材料，是由有机纤维原丝在1000℃以上的高温碳化形成。

缺点：设计到施工工艺相对其他加固方法较多，现场湿作业大，周期长，造价相对较大，对现场生产和生活有一定影响。辨别碳纤维布的优劣碳纤维布自进入中国以来，以高强度、抗腐蚀、耐老化和耐久性好，和物理性能稳定等优势成为建筑加固补强的选，为许多碳纤维材料生产厂家和加固企业的发展提供了广阔的发展。新、旧混凝土结合、新旧纵筋、箍筋的焊接等节点处理比较繁琐，完成质量跟施工队自身素质影响较大，增加了结构本身的自重和截面大小，也有可能改变了结构本身的刚度分配，造成相邻其他构件的连锁加固。

梁粘贴纤维复合材加固技术是利用碳素纤维布和结构胶对原梁进行加固处理

优点：纤维复合材的抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍；在浸渍胶凝固后，检查碳纤维布的粘贴质量，在构件上覆盖一层塑料薄膜，养护后松开张拉机具，裁除多余的碳纤维布，将张拉机具卸除。重量轻、密度只有普通钢材的1/4；碳纤维复合材加固的耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的坏；碳纤维加固的施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证；加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，维护费用低。

缺点：完成质量在很大程度上依赖碳纤维布和结构胶的选取，而现在市场上纤维材料和结构胶质量参差不齐，价格相差比较大，这样也就有些自身要求不严格的施工单位没有严格的按照设计要求选择材料，而材料是决定此加固方法效果的关键。粘贴碳纤维布的位置与设计要求的位置中心偏差不应大于10毫米，长度负偏差不应大于15毫米。还有就是本身方法的缺陷，两种不同材料的共同工作问题，规范虽然作了滞后效应的考虑，但实际当中加上施工的误差，材料本身的差异，理论跟现实是有较大出入的，且加固规范要求此法在加固时不能超过原构件承载力的40%，另外现场施工时还要注意防火问题。

碳纤维加固的新领域——加固

每一个历史都是我们中华民族五千年灿烂文化的载体，我国的建筑形态结构各异，但是这些文化的载体却随着时间的流逝和人为***一点一点消失在历史的长河中，亟待我们去修复加固。

要想好好针对建筑进行系统的加固修复就要先了解这些建筑的不同结构。我国的古建筑发展主要为木质结构以及部分砌体结构为主，因此在进行古建筑加固时，这两种就是我们面对的结构形式。历史建筑的加固都必须遵从保存历史原貌的原则。

在众多的房屋加固方法中，碳纤维加固在古建筑加固当中占有非常重要的位置，碳纤维材料的抗拉强度和弹性模量要比普通的钢材高，能够有效提高建筑物的结构的承载力、刚度与抗震性能，这是碳纤维材料能够用于古建筑加固的基础。（6）当气温偏低时，还可采取用红外线灯或碘钨灯对湿度进行加温，这么做可以促进固化。木质结构采用碳纤维材料进行加固，还会对结构起到的防腐作用。碳纤维布与配套使用的环氧树脂胶均具有耐腐性，对于木质结构来说，防腐是一项长期艰巨的任务，碳纤维布对木质结构既能加固又能使其长期远离腐蚀，可以起到一举两得的作用。

碳纤维加固的工序简易且不用占据大面积施工地、工期快，能够有效防止施工时对古建筑物的***。更重要的是不需要进行钻孔等***性大的施工，同时质轻几乎不增加结构自重，几乎贴近“保存现状”的原则。