[论文关键词]碳纤维 结构 加固

　　[论文摘要]介绍使用碳纤维材料的广泛运用，再次强调碳纤维材料在结构加固不可替代的地位。
　　
　　一、高强碳纤维材料的特性
　　
　　碳纤维是一种由有机母体纤维（例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青）采用高温分解法在1000～3000度高温的惰性气体下去除碳以外的所有元素制成的新型非金属材料。具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、比耐热钢还耐高温、比不锈钢还耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。另一重要特性就是比重小。比重一般在1.6左右，是铝的二分之一，钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻，但它强度高，有很高的“比强度”（比强度＝材料的强度极限/材料的单位重），碳纤维还有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数），一般仅约为19克；拉力高达300KG/MM2；目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异宝贵的电学、热学和力学性能。
　　
　　二、高强碳纤维材料在生产生活方面的运用
　　
　　碳纤维材料有着如此神奇的性能，理所当然地被人们广泛应用于各个领域。
　　用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；在体育器材应用中主要用于制作高尔夫棒、网球拍、赛车、弓箭、跳竿、冰球棒、游艇、赛艇、滑翔机、人力飞机、帆船桅杆、摩托车及登山用品，如登山杖、滑雪杖、攀岩头盔等。
　　碳纤维利用其特有的力学特性，广泛应用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料；利用其振动衰减性，应用于音响器材；利用其耐疲劳性，应用于直升飞机的叶片；利用其耐高温性，应用于飞机刹车片和绝热材料；利用其尺寸稳定性，应用于宇宙机械、电波望远镜和各种成型品；利用其耐药品性，应用于密封填料和滤材；利用其电气特性，应用于电极材料、电磁波屏蔽材料、防静电材料；利用其生体适应性，应用于人工骨、韧带；利用其X-光透过性，应用于X-光床板等。
　　
　　三、碳纤维材料在结构加固方面的运用
　　
　　利用碳纤维材料为主要原料的碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术。始于20世纪80年代美、日等发达国家，我国起步较晚，发展较快，建筑领域从80年代后半期开始把它作为钢筋、预应力混凝土钢材的替代材料加以研究，并作为预应力混凝土桥梁的张拉材料、建筑物的外墙材料、既有结构物的加固材料等加以利用，已经产生较大的经济效益。
　　
　　（一）碳纤维材料结构加固适用范围
　　碳纤维材料适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补，如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、烟囱、筒体、壳体等结构；另外，砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。
　　具体说来可以但不限制于：利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固；构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。
　　
　　（二）碳纤维材料结构加固施工过程中的技术特点
　　碳纤维比重小，施工便捷，加固以后不影响外观和自重。碳纤维比重只有钢铁的1/4，厚度小于0.5mm，可以在基本不增加原结构自重及截面尺寸的状况下，发挥强大的补强加固效果。补强功能全面，耐久性能好，还有优良的抗紫外线及抗环境老化性能。