碳纤维加固的应用前景

由于生产、制造、施工、使用及环境等因素的影响，在钢结构中不可避免地存在各种各样的缺陷和损伤，影响结构的安全。传统的钢结构加固方法是将钢板焊接、螺栓连接、铆接或者粘接到原结构的损伤部位。然而，这些加固方法存在较多缺陷。

1、采用焊接加固时，高温作用使焊接部位的组织及性能劣化、焊缝缺陷及焊接结构内部存在残余应力以及焊接使结构形成连续的整体，裂缝一旦失稳扩展，就有可能一断到底，引发重大事故。

2、采用螺栓连接需要在损伤部位附近的母材上开孔，削弱了截面，形成新的应力集中区；普通螺栓在动载作用下易松动，高强螺栓易发生应力松弛现象，降低了结构的修补效果。

3、采用粘钢加固技术时，须在钢结构表面用结构胶粘贴钢板，依靠结构胶使之粘结成整体共同工作，以提高结构承载力。这些加固方法还有共同的缺点：结构重量增加较大，钢板不易制作成各种复杂形状，运输和安装也不方便，且钢板易锈蚀，影响粘结强度，维护费用高等。

而碳纤维增强复合材料具有轻质高强、易于成型、抗腐蚀性和耐久性好、抗疲劳性能好、施工方便等优点，在混凝土结构修复中已经得到了广泛应用，而将碳纤维片材用于加固钢结构可以发挥碳纤维片材的这些优点，且可以避免传统钢结构加固方法的缺陷，因此，在钢结构加固中具有广阔的应用前景。 在结构修复中常用片材主要有板材和布材两种，碳纤维布材是直接由碳纤维编织而成，而碳纤维板材是将碳纤维浸渍树脂后在模具内固化并连续拉挤成型，厚度一般为1～ 1.6mm。碳纤维布材易于成型，适合于各种形状的表面加固；而碳纤维片材材具有质量好、性能稳定、施工便捷等特点。