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鋼筋混凝土柱的強(qiáng)度和耐久性可能會(huì)受到四個(gè)主要因素的影響：內(nèi)部金屬鋼筋的腐蝕,、凍融劣化,、化學(xué)侵蝕，以及極端荷載情況和自然災(zāi)害（如地震和洪水）帶來的持續(xù)局部損傷,。
隨著結(jié)構(gòu)逐漸老化,，可能會(huì)發(fā)生混凝土剝落，使鋼筋暴露在環(huán)境中,，從而加速鋼筋腐蝕,。如果沒有及時(shí)對(duì)混凝土柱進(jìn)行適當(dāng)?shù)男迯?fù)，混凝土劣化加重,，倒塌風(fēng)險(xiǎn)可能性大幅提高,。因此，可能需要盡快加固,，以防止進(jìn)一步腐蝕和混凝土退化,，并恢復(fù)鋼筋混凝土的原始結(jié)構(gòu)承載力。 幾十年來,，研究人員一直致力于改進(jìn)加固和修復(fù)混凝土柱的方法，來應(yīng)對(duì)許多可能的缺陷,，其中包括一些加固和維修技術(shù),，這些技術(shù)可以平衡結(jié)構(gòu)要求與非結(jié)構(gòu)問題，比如在最小化成本,、保持功能和美觀性,、確保工人安全，以及短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行維修,。 近年來,，一種使用高強(qiáng)度纖維增強(qiáng)聚合物（fiber-reinforced polymers，F(xiàn)RPs）的創(chuàng)新技術(shù)正在迅速成為建筑業(yè)傳統(tǒng)改造技術(shù)的替代方案,。
FRP強(qiáng)度重量比和附著力,、耐腐蝕性、易操作性和安裝速度是傳統(tǒng)維修（如柱拉桿、補(bǔ)充垂直鋼筋等）無法比擬的,。與無側(cè)限鋼筋混凝土構(gòu)件相比,，采用FRP包裹的柱可提高延展性，同時(shí)提供出色的抗剪,、抗壓承載力,，并提供能量再分配。 02,、傳統(tǒng)的混凝土柱修補(bǔ)方法 對(duì)柱的修復(fù)可分為兩類：外觀修復(fù)和結(jié)構(gòu)修復(fù),。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，表面修復(fù)可以通過防止分層和阻止鋼筋腐蝕來降低混凝土進(jìn)一步退化的速度,。 2.1,、外觀/表面修復(fù) 外觀或表面修復(fù)是針對(duì)輕微的局部老化，如受影響柱的裂縫和點(diǎn)蝕以及混凝土分層等,。當(dāng)鋼筋暴露在外時(shí),，腐蝕會(huì)顯著加速。一些表面修復(fù)的例子包括更換砂漿,、柱籠,、使用保護(hù)涂層和復(fù)合材料包裹。 2.2,、結(jié)構(gòu)/全面維修 結(jié)構(gòu)或全面修復(fù)可恢復(fù)或增強(qiáng)混凝土柱的完整性,，并提高柱的整體強(qiáng)度。如果老化沒有顯著減少橫截面,，則可以成功使用鋼筋混凝土保護(hù)層,。
2.3、鋼筋混凝土保護(hù)層 鋼筋混凝土保護(hù)層的應(yīng)用是一種傳統(tǒng)的修復(fù)技術(shù),，用于加固和修復(fù)缺陷和受損的混凝土柱。它包括在現(xiàn)有柱上覆蓋一層新的混凝土,，可以在鋼筋支架周圍澆筑,，也可以直接用螺栓固定在原有柱的底部。鋼護(hù)套也是一種有效的修復(fù)方法,，可提高荷載和剪切能力,，同時(shí)增加對(duì)柱上彎曲應(yīng)力的抵抗力。 盡管這種柱修復(fù)技術(shù)是保護(hù)和加固柱的有效方法,，但就軸向承載力,、抗彎強(qiáng)度和延展性而言，它既昂貴又耗時(shí),。此外,，延展性的改善程度很小，因?yàn)楸Ｗo(hù)層材料通常很脆，并不總是能與老化混凝土有效粘結(jié),。此外,，它還會(huì)改變柱的橫截面積，從而改變質(zhì)量和剛度,。 03,、碳纖維復(fù)合材料修復(fù)應(yīng)用的增加 在現(xiàn)有柱的承載力不足時(shí)，建筑公司越來越多地使用碳纖維/環(huán)氧樹脂和玻璃鋼等復(fù)合材料,，為受損和脆弱的混凝土芯提供外部約束,。這些技術(shù)提供了阻止腐蝕鋼筋進(jìn)一步退化的額外優(yōu)勢。
基于碳纖維的復(fù)合材料修復(fù)還可以提高水平荷載,，并為混凝土結(jié)構(gòu)提供抗剪加固,。 3.1、為什么使用碳纖維進(jìn)行結(jié)構(gòu)修復(fù)和加固 幾十年來,碳纖維增強(qiáng)聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymers,，CFRPs）一直是航空航天行業(yè)的主要材料,，目前已成功應(yīng)用于許多其他行業(yè)。CFRP比任何其他典型建筑材料都更堅(jiān)固,、更輕,，并提供更好的抗疲勞性。 CFRP結(jié)合了高強(qiáng)度重量比,、優(yōu)異的剛度,、延展性、耐高溫性,、最小附加重量和優(yōu)異的耐腐蝕性,。它們還可用于修復(fù)和防止裂縫、拉直梁,、升級(jí)橋柱,、加固墻壁和橋墩、增強(qiáng)抗震性能,、在結(jié)構(gòu)修改后加固現(xiàn)有結(jié)構(gòu),、增加橫向承載力和提高抗壓強(qiáng)度。 3.2,、碳纖維復(fù)合材料的優(yōu)異特性 用于建筑結(jié)構(gòu)修復(fù)和補(bǔ)強(qiáng)的碳纖維復(fù)合材料主要有以下優(yōu)勢：
04、如何使用碳纖維復(fù)合材料修復(fù)混凝土柱 當(dāng)受損或地震缺陷柱需要修復(fù)時(shí),，使用纖維增強(qiáng)聚合物（如碳纖維復(fù)合材料）加固現(xiàn)有柱可以根據(jù)DOT法規(guī)恢復(fù)結(jié)構(gòu)完整性,。 柱修復(fù)是碳纖維復(fù)合材料的理想應(yīng)用，因?yàn)檫@種材料重量輕,，強(qiáng)度極高,。FRP復(fù)合材料的性能降低了修復(fù)的總厚度,，并將任何附加重量降至最低。手工應(yīng)用的系統(tǒng)將完全符合任何尺寸和形狀,，可防止對(duì)鋼筋進(jìn)一步腐蝕,，并覆蓋任何裸露金屬。 使用碳纖維復(fù)合材料對(duì)混凝土柱修復(fù)時(shí)大致流程如下： 第1步：表面處理,。修復(fù)受損混凝土?xí)r,，首先要表面處理，清除立柱和基腳上的任何松散材料,，并確保復(fù)合材料修復(fù)的粘結(jié)適當(dāng),，這一點(diǎn)很重要。 第2步：更換缺失的混凝土,。在先進(jìn)的FRP系統(tǒng)中,，通常在碳纖維修復(fù)之前使用聚合物水泥替換任何缺失的混凝土。混凝土在安裝前立即進(jìn)行滲透性底漆處理,，以改善材料性能,。底漆將增加碳纖維復(fù)合材料的附著力，并增強(qiáng)混凝土本身,。 第3步：將碳纖維復(fù)合材料包裹在柱上,。使用碳纖維復(fù)合材料進(jìn)行包裹，重疊部分與隨后纏繞的復(fù)合材料交錯(cuò)以提高粘結(jié)強(qiáng)度,。在混凝土柱上使用規(guī)定數(shù)量的碳纖維復(fù)合材料層后,，就可以使材料固化，并涂抹防紫外線面漆,。 碳纖維加固系統(tǒng)以及適當(dāng)?shù)纳皾{或聚合物水泥一起,，為新修復(fù)提供無與倫比的強(qiáng)度、彈性和壽命,。根據(jù)環(huán)境的不同,，碳纖維最多可以使用 50 年以上而無需額外維修。
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