■张行方 张晓乐 罗仕刚
我国在经历了相当一段时间的城市新建潮后，形成了大量砖砌、混凝土结构建筑。这些建筑经过长时间的使用，出现了自然老化，以及受外部自然环境侵袭、自然灾害破坏等一系列问题。如今，我国城市发展进入了既有建筑综合改造、城市更新为主的阶段。既有建筑加固改造目前正处在逐步发展和规范中。
预应力碳纤维板加固技术施工现场 张行方/供图
自主研发建筑加固材料解决“卡脖子”问题
作为专精特新“小巨人”企业，卡本科技集团股份有限公司研发了高性能预应力碳纤维板系统，预应力碳纤维板锚固效率系数可达95％，通过了200万次耐疲劳及静载锚固效率验证，耐久性可达50年。预应力碳纤维板加固技术适用于工民建大跨度结构加固，板抗弯加固，控制裂缝加固，板梁、箱梁、T梁的抗弯加固，钢筋混凝土桥梁控制裂缝加固等，并越来越多地应用于民用及工业建筑的加固改造工程中。
预应力碳纤维板加固系统主要由碳纤维板和两端锚具组成，其原理是：通过对碳纤维板施加体外预应力，修复构件的变形并封闭裂纹，提高结构的承载能力。
预应力碳纤维板加固技术优势明显
相较于传统加固方式，预应力碳纤维板加固技术具有显著优势。
首先，作为加固基材的碳纤维板本身具有强度高、密度小、耐腐蚀等优点，其密度约为钢材的1/5，抗拉强度符合国标要求的I级碳纤维板抗拉强度标准值，能达到Q235钢屈服强度的10倍以上，因此碳纤维板相较于传统材料具有极高的比强度，在对结构进行加固的同时不会大量增加结构自重。
其次，预应力碳纤维板加固技术可通过碳纤维板的体外张拉变被动加固为主动加固，将碳纤维板材高强特性得以充分发挥，在加固构件二次受力之前预先进行一定的应变，从而有效减小甚至消除碳纤维板材应变滞后现象，达到更优的加固效果。另外，体外施加预应力对被加固构件产生的反向弯矩，可抵消一部分初始荷载的影响，提高构件服役阶段的承载力，使构件中原有裂缝宽度减小甚至闭合，并限制新裂缝的出现，从而提高构件的刚度，减小原构件的挠度，改善构件服役状况。
再次，预应力碳纤维板加固系统施工安装方便，几乎没有湿作业，无需大型施工机具，施工占用场地少，适合多种环境、工况下的加固作业。
护航城市更新
预应力碳纤维板加固技术的推广应用，为城市更新的既有老旧建筑加固提出了全新解决方案，在我国城市更新中发挥了积极作用。预应力碳纤维板加固技术通过变被动加固为主动加固，应用场景广且加固效果优。这种加固技术逐步在加固行业中被认可、推广，成为建筑结构加固领域的后起之秀，在我国城市更新进程中持续护航安全，并引领了符合“双碳”政策新材料新技术与城市更新进程的进一步融合。
（作者单位：卡本科技集团股份有限公司）
本文原载于《中国建材报》4月24日8版《预应力碳纤维板：引领结构加固 护航城市更新》
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责编 | 张永杰
监审 | 杨 娜
