碳纤维加固补强技术的应用实例

提 要：近年来，碳纤维增强复合材料因其独特的优越性，在国内混凝土结构修复补强工程中正得到越来越多的应用。本文主要阐述该技术在某大厦C栋改扩建工程中的剪力墙增强加固施工过程及技术要点。
关键词：碳纤维；加固；剪力墙

1、 前言
碳纤维增强复合材料，因为其具有优异的力学性能和化学稳定性，材料轻质高强，柔软易于随形，施工方便等，在国际土木工程加固修复领域中深受重视并已获得了较广泛的应用和发展，一些国家已有了正式的标准、规范。近年来，在国内混凝土结构修复补强工程中也得到了越来越多的应用。国家建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会于2002年6月颁布了《粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定（修订本）》来规范指导该加固技术的应用和推广。
碳纤维加固补强技术，是利用粘结剂将碳纤维片粘贴在混土构件表面，使混凝土与碳纤维片形成一体，形成复合材料体，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改善受力性能的目的，是一种非常简单且优良的加固补强方法。其主要特点如下：
（1）材料特性：
①高抗拉强度、高弹性模量。
②施工方便，无需任何夹具、模板，能适应各种结构外形的补强而不改变构件外形尺寸，可多层粘贴，并能有效地封闭混凝土的裂缝；
③耐腐蚀及耐久性能好。
④不增加结构自重。 来源:考试大网
（2）适用范围。适用于各种形式的钢筋混凝土结构或构件的加固补强，并且加固后均可保持物体原状，不影响表面装饰。
（3）加固机理。利用专用粘结剂将抗拉强度极高的碳纤维片粘贴于混凝土结构表面，并与之形成整体，共同工作。
2、工程概况
某大厦位于深圳市建设路，主体为A、B两栋写字楼和C栋酒店式公寓，其中A、B栋地下2层，地上28层，建筑面积65000平方米，于在2001年底完工，C栋为旧楼改造项目，建筑面积35000平方米，原结构为框支——剪力墙结构，地下一层、地上26层，其中1~5层为框支——剪力墙结构，六层以上为剪力墙结构，1991年大厦结构通过竣工验收，后因故停工，转让给深圳市中盛投资开发有限公司，于2002年进行改扩建施工，改造内容主要为顶层加建，改造前经过结构鉴定部门进行结构检测后认为，由于深圳地区抗震设防烈度提高为7度，造成原设计的主楼框支梁上部分楼层剪力墙水平钢筋配筋率低于现行抗震规范要求，因此决定采用剪力墙表面粘贴碳纤维进行加固处理。
3、 设计方案及使用材料
本加固工程采用在需加固剪力墙表面的水平和竖直双方向粘贴双层碳纤维的方法进行加固，加固方案详见下图：
本加固工程用碳纤维材料采用上海同砼碳纤维布有限公司生产的同砼牌型号为CFS2的12K碳纤维（碳丝为T700SC），粘结剂采用华东理工大学华昌聚合物有限公司生产的华昌牌HCJ碳纤维胶粘结剂。上述产品均通过了建设部建筑物鉴定与加固规范管理委员会安全鉴定办公室的鉴定，质量合格，可以用于建筑结构承重构件的加固。施工前按规定在现场抽样送深圳市建筑科学研究院建材质量检验站进行检测，检测结果为拉伸强度大于3000MPa，与其他特性均符合《粘贴碳纤维增强复合材料加固混凝土工程施工与验收暂行规定（修订本）》的技术要求。