隨(sui)著(zhu)複(fu)合(he)材料(liao)研究的深(shen)入，單向碳(tan)纖維複合材料作為(wei)鋼鐵(tie)、木材(cai)、混(hun)凝土等(deng)傳統(tong)建築材料的替代或輔助材料，將越(yue)來越多地應用(yong)於土木(mu)工程領域(yu)。與傳統材料相比，這(zhe)種複合材料的主(zhu)要優點是(shi)：重(zhong)量輕，尺寸合適，熱(re)穩(wen)定性好，耐腐蝕性能(neng)好，比(bi)強度(du)高，抗(kang)疲勞性(xing)能好。通過改變元件(jian)材料和布局設計，可以使其(qi)具(ju)有反雷達反射(she)、電磁特(te)性和聲阻尼等非(fei)結構特性。目前(qian)，這種複合材料主要用作橋(qiao)梁(liang)、建(jian)築結構和海洋(yang)工程等結構材料，作為主要的(de)受(shou)力構件和結構材料。土(tu)木工程中的一些結構構件也(ye)可(ke)以進行加固或(huo)修理，以提高(gao)構件的性能。

　　采用單向碳纖(xian)維樹脂(zhi)複合材料對混凝土構件和結構進行修(xiu)補、加固、修複和包裹具有十分重要的現(xian)實(shi)意(yi)義(yi)。有關(guan)統計顯示(shi)，美(mei)國現有的572,729座(zuo)公路橋梁中(zhong)，有近(jin)40%被認為存(cun)在結構和(he)功能缺陷，維修工作十分繁(fan)重。房屋用鋼(gang)板(ban)修補方法存在(zai)質量高、剛性高、與(yu)構件粘(zhan)結不(bu)完(wan)全、耐蝕(shi)性差、加固效(xiao)果好等缺點，其使(shi)用受到(dao)限製。采用單(dan)向碳纖維樹(shu)脂複合材料加固和修複混凝土構件，避(bi)免了鋼板修補(bu)加固方法(fa)的缺陷，將產生(sheng)更大的經濟效益(yi)和社會效益。

 不同層(ceng)單向碳纖維布對混凝土試件的加固效果

　結果表明(ming)

　　(1)隨著單向(xiang)碳纖維布層數的增(zeng)加，更大破斷載荷逐(zhu)漸增大，表現出非常明顯(xian)的加固效果。與無單向碳纖維布的基(ji)體混凝土試件相(xiang)比，一層單向碳纖維布的斷(duan)裂荷載提高了103%。當(dang)加粘貼2層單向碳纖維布時，斷裂載荷增加了201%；當3層單向碳纖維布(bu)附加時，斷裂載荷增加了257%。

　　(2)在混凝土表麵粘貼單向碳纖維布可使斷裂極限位移(yi)提高300%以上。試件斷裂時的極限位移對應於(yu)試(shi)樣的銑(xian)削度，極限(xian)位移的增加反(fan)映了試樣柔度的增加，即(ji)材料可靠(kao)性的提高。因(yin)此(ci)，在混凝(ning)土表麵粘貼單向碳纖維布可以顯著增強(qiang)混凝土的強度。從經濟和實際(ji)的角度來看(kan)，如果沒(mei)有特殊(shu)要求(qiu)的話，更好(hao)是粘貼兩(liang)層單向碳纖維布，因為粘貼(tie)兩層單向碳纖維布可以(yi)使混凝土強度提(ti)高2倍以上(shang)，這大大提高了(le)混凝土的強度。混凝土的破壞性。而粘貼更(geng)多的單向碳纖維布將(jiang)進一步提高混凝土的強度，但增加的幅度會(hui)減(jian)少，無疑會增加成本。

單向碳纖維布/環氧(yang)樹脂複合材料對(dui)帶縫混凝土試件的修複效果

　從圖中可以看出：

　　(1)斷裂前，混凝土試件(未修複)的極限位移小於1mm，允許變形(xing)很小，能夠承(cheng)受的更大荷(he)載約(yue)為同一完整混凝土試件更大荷載(110 KN)的40%左(zuo)右。%。試件采用環(huan)氧膩子修補，粘貼2層單向碳纖維布，斷裂位移提高35倍左(zuo)右，更大荷載(zai)增加9倍，表明單向碳纖維布對缺陷混凝土具有很(hen)好的修補效果。

　　(2)用單向碳纖維布加固混凝土試件，無(wu)論(lun)混凝土是否存在預製(zhi)缺(que)陷(xian)，其破(po)壞荷載均保持在相同的數量(liang)級，說(shuo)明用單向碳纖維布加固或修補混凝土取(qu)得了良(liang)好的效果。

     單向碳纖維複合材料增強混凝土試件在彎曲破壞過程中的斷裂過程

　　從混凝土構件的破壞過程可以看出(chu)，單向碳纖維布/環氧樹脂複合材料與混凝土之間的界麵粘結狀態(tai)是影(ying)響(xiang)單向碳纖維布複合材料加固效果的重要因素(su)。選擇(ze)高剪切強度的環氧樹脂，並對界麵進行適(shi)當的處(chu)理。