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基于光纖的智預應力碳纖維加固系統

1、性能簡述

光纖碳纖維板是指由碳纖維增強材料，環氧樹脂基體材料，在結構內部加入具有形狀記憶功能的驅動元件和測控軟硬件，并經一系列生產工藝制成的碳纖維板。

區別于普通的碳纖維板，光纖智能碳纖維板主要是能感知外部環境的變化和荷載作用，感知內部結構的疲勞性和腐蝕性，并通過智能軟件傳輸到電腦端，使工程人員可以實時監控到工程結構概況。

2、應用評價

針對重大工程和基礎設施的健康監測和診斷是一項貫穿整個工程生命的周期的技術，從工程施工、運營管理一直到拆除都需要進行監測。

光纖預應力碳纖維板加固系統除了具有普通碳纖維板的低密度、高強度、耐久性好、耐酸堿化學腐蝕性能強、抗壓抗剪強度大等優異性能，可廣泛適用于工業與民用建筑物的梁、板、柱、墻、天路公路強梁、隧道、煙囪、塔結構等設施的加固補強。預應力碳纖維板做補強混凝土結構時，對原混凝土結構擾動較小，相較于置換混凝土加固法、化學灌漿施工等加固方法，預應力碳纖維版施工工藝更為簡便且加固效果突出。相較于其他的加固方式，利用預應力談纖維板加固系統有顯而易見的優勢，并作為一種新興技術，已得到愈來愈多的青睞于肯定。碳纖維加固材料的使用方法科普碳纖維加固材料主要分為碳纖維布、碳纖維板和碳纖維膠三種，其中膠類有適用于碳布的碳纖維布膠，適用于碳板的碳纖維板膠。二光纖預應力碳纖維板加固系統正好彌補了普通碳纖維板加固在結構中無法實時檢測的遺憾。相比普通碳纖維板的性能特點，光纖預應力碳纖維板肯定是更上一層樓。因此也已在橋梁、建筑物結構等工程中得到適用，并取得一致好評。

淺談粘貼碳纖維布橋梁加固法碳纖維復合材料加固修復混凝土結構技術是近年來在發達國家興起的一項新型加固技術， 該項技術是將碳素纖維這種纖維應用于土木工程， 利用樹指類材料把碳纖維粘貼于結構或構件表面， 形成復合材料體 CFRP， 通過其與結構或構件的協同工作， 達到對結構構件補強加固及改善受力性能的目的。2、環氧樹脂玄武巖纖維板在橋梁加固應用概況環氧樹脂玄武巖纖維板的低密度、高強度、耐久性好、耐酸堿化學腐蝕性能強、抗壓抗剪強度大這些優異性能都決定了環氧樹脂玄武巖纖維板將在橋梁結構的加固補強中得到廣泛應用。

施工要點

（1） 碳纖維布應按順序依次粘貼于工作面， 并用手輕壓， 采用專業的消泡輥順纖維方向從中間向兩邊或沿一邊多次輥壓， 擠出氣泡， 使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布。

（2） 粘貼的混凝土表面應打磨平整， 除去表面浮塵和油污， 露出混凝土結構新面， 轉角粘貼處應進行倒角處理并打磨成圓弧， 圓弧半徑不小于 20mm， 對于混凝土表面凹陷部位應用找補材料填補平整。

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木結構建筑如何加固我國古代建筑，有著獨特的形式與結構，不同時期的古建筑，不僅反映了各個時期的建筑水平，也是對應時期的歷史縮影，是我國文化的重要組成部分。

現存的古建筑：如故宮、黃鶴樓、岳陽樓、蘇州園林等，大多為木質結構。由于木材本身為有機化合物，易腐爛和蟲蛀。在使用碳纖維膠時主要需要注意以下幾個方面：1、為了給碳纖維膠的風化創造條件，碳纖維膠的施工環境要求通風、干燥，作業的粘貼面潔凈、不能出現油污。并且在微生物和氣候的長期影響下，木質結構會發生變形、彎曲、龜裂等現象，很難長久保存。古建筑對于我們有著重要的意義與價值，那么如何更好的保留古建筑呢？

保護古建筑，好的方法是對其進行加固改造。1992年9月發布的國標《古建筑木結構維護與加固技術規范》中規定“古建筑的維護與加固，必須遵守不改變原狀"的原則。尤其是羽毛球拍、網球拍、高爾夫球桿等體育器材，輕質的手感可以降低動力要求，節約能耗，使用方便。原狀系指古建筑個體或群體中一切有歷史意義的遺存現狀。若需恢復到創建時原狀或恢復到一定歷史時期特點的原狀時，必須根據需要與可能，并具備可靠的歷史考證和充分的技術論證。因此可知：古建筑加固主要遵循歷史建筑保護的“原真性、必要性和可逆性”，大限度地保持古建筑的原有風貌，滿足“修舊如舊”的修繕原則。

在使用傳統方法對木質結構進行加固時，有很大的局限性。首先常規方法加固時，會加設鐵材加固，鐵材易銹蝕，在使用前必須進行除銹抗銹處理。這道工序費力費時，并有可能對建筑造成新的破壞。

木質結構的大問題是腐蝕與蟲害。傳統方法中，比較常用的是利用低毒的防腐防蟲藥劑，而其中的毒性成分日積月累，會影響人們健康，造成環境污染。(3)按規定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結樹脂，稱為下涂。其次，木材是一種各向異性的自然材料，其順紋抗剪強度和橫紋抗拉強度很低，且古建筑的承重結構由于處于長期荷載作用，較容易產生縱向的裂縫。

加固技術發展至今，已經形成很多成熟的傳統方法。然而對于古建筑來說，常規的方法有：增設扶壁柱、增設圈梁構造柱、鋼筋混凝土面層等，由于它們的濕作業時間長，現場擾動較大，同時施工完畢占據空間大并且易對原結構造成改變。這里有幾個重點，混凝土表面有凹凸不平需要進行修補、對有段差、內轉角的部位應抹成平滑的曲面，對構件截面的棱角應打磨成圓弧半徑不小于25MM的圓角，滬寧圖表面應保持干凈。因此，新材料新工藝在古建筑中，應有更廣泛的使用。

碳纖維復合材料因其強度高、密度低、耐腐蝕及耐久性好而備受加固界青睞。碳纖維材料由于幾何可塑性強、自重輕，纖維布沿其紋路方向的抗拉強度很高，而木材的順紋抗壓強度較高，并且材料間具有良好的粘結性能，能夠很好地協同工作。(3)將構件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復后的段差盡量平順。碳纖維材料可塑性大、易裁剪成型，對各式各樣的古建筑物來說，它都能夠隨其外形粘接牢靠。因此碳纖維對于古建筑的加固，有著極高的適用性。

其次，木結構采用碳纖維材料進行加固，還會對結構起到的防腐作用。碳纖維布與配套使用的環氧樹脂膠均具有耐腐性，對于木質結構來說，防腐是一項長期艱巨的任務，碳纖維布對木質結構既能加固又能使其長期遠離腐蝕，可以起到一舉兩得的作用。

另外，碳纖維加固工序簡單、所需施工空間小、工期快，有效的防止施工時對古建筑物的破壞。碳纖維材料施工無需對原結構進行鉆孔、釘釘等改變，同時質輕幾乎不增加結構自重，幾乎符合“保存現狀”的原則。

碳纖維增強技術與碳纖維板

1，拉伸強度大

其抗拉強度是普通鋼的數倍，彈性韌性優于普通鋼，主要是由于其物理力學性能。

2，耐高溫耐腐蝕

碳纖維絲和樹脂可經受高溫腐蝕，使碳纖維絲和樹脂可正常用于酸、堿、鹽等及惡劣天氣，內部結構也可得到保護。

3，質量輕，韌性好

碳纖維的質量非常輕，則鋼的只有五分之一，但它是鋼的強度幾次，但也可盤繞，便于運輸更大的長度。

4，使用方便

在使用過程中，不需要大型施工設備和專業設備。碳纖維板的使用是任意的，因為它容易切割，施工簡單，工期短。