碳纤维加固技术的核心原理是通过复合材料体系提升结构性能,具体可分为以下三个关键环节:
一、材料复合原理
碳纤维-树脂复合体形成
将高强度碳纤维布(抗拉强度达7000MPa以上)用环氧树脂预浸,形成单向连续纤维增强材料。树脂固化后与碳纤维共同构成高抗拉复合材料层。
协同受力机制
粘贴后的碳纤维层与原结构钢筋共同承担荷载,碳纤维主要承受拉应力,弥补混凝土抗拉强度不足的缺陷。
二、结构增强机制
抗弯加固
在梁板受拉区粘贴碳纤维布,通过复合材料的高抗拉性能抑制混凝土裂缝扩展,提升构件承载力(如楼板加固后承载力可提高30%以上)。
抗剪/抗震加固
采用U形或环形包裹方式时,碳纤维布通过约束混凝土变形提升构件抗剪能力和延性,显著改善抗震性能。
三、界面粘结作用
环氧树脂的关键角色
专用环氧树脂胶粘剂确保碳纤维与混凝土基面形成可靠粘结,使新旧材料形成整体共同变形。
应力传递路径
荷载通过树脂-混凝土界面有效传递至碳纤维层,实现应力重分布。
该技术适用于混凝土、砌体及钢结构,通过轻量化(仅为钢材1/4重量)和耐腐蚀特性实现高效加固。