與傳統(tǒng)的加固方法相比,碳纖維加固技術具有以下的優(yōu)良性能。
(1)高強度高彈性模量。碳纖維的強度高,極限抗拉強度約為鋼材的10 倍,彈性模量和鋼材相近。因此,在加固修補混凝土結構中可以充分利用其高強度、高彈性模量的特點來提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到加固修補的目的。
(2)抗腐蝕能力強、耐久性好。碳纖維材料化學性質穩(wěn)定,不與酸、堿、鹽等化學物質發(fā)生反應,因而碳纖維加固后的鋼筋混凝土結構具有良好的抗腐蝕性和耐久性,解決了其他加固方法所遇到的化學腐蝕問題;同時也免去了粘鋼加固所需的定期防銹維護,節(jié)省維護費用。
(3)熱膨脹系數(shù)小。碳纖維材料的熱膨脹系數(shù)非常小,其在纖維方向的熱膨脹系數(shù)幾乎等于零,這一特性是目前其他任何材料*的,垂直于纖維方向的熱膨脹系數(shù)雖然比較大,但各向同性制品與其它材料相比又較小。
(4)施工簡便,工作效率高。碳纖維布加固不需要大型施工機械和重型設備,施工占用場地少,無濕作業(yè),碳纖維布柔性好,可以根據(jù)設計尺寸將其任意裁剪,操作簡單,施工速度快。據(jù)有關資料統(tǒng)計,粘貼碳纖維的加固工效是粘貼鋼板加固工效的4~8 倍。
(5)施工質量易于保證。碳纖維布是柔性材料,即使被加固構件的表面不是非常平整,經(jīng)過修補后,有效粘貼率可達到95%以上。
(6)對結構影響小。碳纖維材料重量輕,厚度薄,經(jīng)加固修補后的構件,基本上不增加原結構的自重及尺寸,不影響結構的使用空間。
(7)適用范圍廣。可用于不同結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道、涵洞等)、不同結構形狀(如矩形、圓形、曲面結構等)、不同材料的構件(如混凝土結構、木結構、鋼結構等)加固,也可用于構件的不同部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等)及不同薄弱因素的加固。尤其重要的是,對于一些大型土木工程結構,如大型橋梁的橋墩、梁及橋面板,隧道等,采用舊的加固手段幾乎不能實施,而采用該項加固技術卻能順利的解決。
除此之外,碳纖維材料還有其他的一些優(yōu)勢,如透電磁波、絕緣、隔熱等,這就使得碳纖維加固技術在混凝土結構加固方面產生良好的綜合效益。