維加固在老舊建筑改造中應用廣泛，該技術通過將碳纖維材料應用于建筑結構構件，利用其高強度、耐腐蝕等特性提升結構穩定性與承載能力，山東省建筑科學研究院的課題研究深入探究了碳纖維材料性能及加固機理，為實際應用提供有力支撐，在老舊小區改造中，碳纖維加固成為重要手段，可有效解決墻體開裂、結構老化等問題，增強建筑抗震、防裂和防腐性能，保障居民生命財產安全，且對原結構影響小，施工便捷，在各類工業與民用建筑物、構造物加固中均得以廣泛應用。

一、碳纖維加固在老舊建筑改造中的應用現狀

• 加固對象廣泛
  • 在老舊建筑改造中，碳纖維加固可用于多種結構類型。無論是鋼筋混凝土結構、鋼結構還是木結構，都可以采用碳纖維加固的方式。例如在老舊小區改造時，很多建筑的結構類型不同，但碳纖維加固都能適用，從而有效提高建筑物的穩定性和抗震能力。
• 加固效果多方面
  • 提高承載能力：碳纖維材料粘貼在混凝土表面，如梁、柱、板等結構構件上，能夠有效提高結構的抗彎、抗剪承載力。在一些老舊建筑中，隨著使用年限增加，結構承載能力下降，碳纖維加固可解決這一問題。
  • 增強結構延性與抗震性能：使結構在受到外力作用時能夠更好地變形而不破壞，提高建筑在地震等自然災害下的安全性。
  • 裂縫控制與耐久性提升：可以有效抑制混凝土裂縫的擴展，減少外界因素對內部鋼筋的侵蝕，從而延長結構的使用壽命。
  • 改善外觀：碳纖維材料具有一定的裝飾性，在加固的同時可對建筑外觀起到一定的改善作用，并且基本不增加結構的自重，保持原有結構的平衡和美觀。

二、碳纖維加固技術的施工流程

1. 施工準備
   • 清理加固部位，確保其表面干凈、干燥、整潔，無油污、灰塵等雜質。同時，準備好所需的碳纖維材料和粘結劑等施工材料，并且要保證材料的質量符合要求。
2. 底膠涂抹
   • 在加固部位涂抹底膠，底膠的作用是增加碳纖維布與結構表面的粘結力，使碳纖維布能夠更好地粘貼在結構上，保證加固效果。
3. 粘貼碳纖維布
   • 將碳纖維布粘貼在加固部位，粘貼過程中要保證碳纖維布平整、無氣泡，使碳纖維布與結構表面充分接觸，確保加固的有效性。

三、碳纖維加固在老舊建筑改造中的優勢

• 輕質高強
  • 碳纖維材料的重量僅為鋼材的20%左右，但強度卻比鋼材好很多。這一特性使得在老舊建筑加固中，它可以在不增加建筑物重量的情況下很好地提高建筑物的性能，對于一些基礎承載能力有限或者對重量較為敏感的老舊建筑來說非常適用。
• 施工便利性
  • 碳纖維加固不需要現場固定設施，施工簡便。在老舊建筑改造中，往往施工空間有限，碳纖維加固這種施工方式可以在復雜的環境下進行操作，也可以對一些復雜的構件實現很好的包裹。而且施工質量相對容易保證，基本不增加結構尺寸，減少對建筑內部空間和使用功能的影響。
• 耐腐蝕性與耐久性好
  • 碳纖維材料具有良好的耐腐蝕性，在老舊建筑長期使用過程中，能夠抵抗外界環境的侵蝕，保證加固效果的持久性，減少后續的維護成本。

四、碳纖維加固在老舊建筑改造中面臨的挑戰

• 成本問題
  • 碳纖維材料及其施工成本相較于傳統加固材料較高，這在一定程度上限制了其在大規模老舊建筑加固工程中的應用。不過，目前研究人員正在探索更經濟的碳纖維材料及其施工技術，如優化生產工藝降低成本，或者開發性能相近但成本更低的替代材料。
• 粘結性能問題
  • 碳纖維材料與混凝土基材的粘結性能是影響加固效果的關鍵因素。粘結界面的質量問題，如粘結劑的選擇不當、基材表面處理不充分等，都可能導致粘結失效。因此，需要選擇合適的粘結劑并優化其性能，同時采取有效的基材表面處理措施，例如采用高性能環氧樹脂作為粘結劑，并結合適當的表面粗糙化處理，可以有效提高碳纖維與混凝土的粘結強度。
• 加固設計與性能評估問題
  • 目前碳纖維加固設計主要依賴于經驗公式和試驗數據，缺乏系統的理論指導。加固后結構的性能評估方法還不夠完善，難以準確預測加固后結構的長期性能，這對于老舊建筑改造的安全性和可靠性保障帶來一定挑戰。

碳纖維加固的成本效益分析

碳纖維材料的耐久性研究

老舊建筑加固的創新技術

碳纖維加固施工質量控制