预应力碳纤维材料加固概述
近年来随着基础研究和工程应用的不断发展,粘贴纤维片材加固混凝土结构技术在建筑工程中得到了广泛的应用。但大量的试验研究和工程实践表明,普通纤维增强复合材料片材加固技术存在一些固有的技术缺陷,如纤维增强复合材料片材在较低的应力水平就与混凝土发生剥离,使纤维材料的高强度优势不能得到有效发挥,影响加固效果。普通加固方法对构件的刚度提高不大,无法有效地抑制变形和裂缝的扩展等。这些缺陷在很大程度上限制了纤维增强复合材料在建筑工程加固修复领域的进一步应用和发展。
预应力碳纤维布加固混凝土结构是借鉴预应力钢筋混凝土结构的概念提出的一种加固效果显著的方法。其工作原理是将碳纤维布张拉至设计值,用粘结材料将其粘贴到混凝土梁的受拉面,使其与混凝土结构共同受力。试验研究证明,预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一项非常有效的加固技术。它具有普通碳纤维布加固技术无法比拟的优势,如可以充分利用碳纤维布轻质高强的特点,能极大提高构件的开裂荷载、屈服荷载;可以缓解碳纤维布的应力滞后问题,限制钢筋应力的增长;可以有效延迟构件的开裂,限制裂缝的形成、发展,减少裂缝的宽度和挠度变形;显著改善结构的工作性能等。同时,预应力碳纤维布加固混凝土梁在疲劳荷载作用下的效果也经试验验证,令人满意。
预张拉碳纤维布加固工艺和其设计计算理论的研究会进一步推动碳纤维材料在建筑结构加固中的应用[11,12〕。