碳纖維板具有高的抗拉強(qiáng)度，國(guó)標(biāo)GB 50728-2011《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》中對(duì)I級(jí)碳纖維板的抗拉強(qiáng)度要求是2400 MPa，目前國(guó)內(nèi)外很多文獻(xiàn)資料報(bào)道的碳纖維板的抗拉強(qiáng)度最高值能達(dá)到2800 MPa，而國(guó)內(nèi)能達(dá)到這一水平的企業(yè)甚少，更不用提3000 MPa或以上的水平了，碳纖維板的力學(xué)性能主要由纖維增強(qiáng)體體積含量和樹(shù)脂與纖維增強(qiáng)體的復(fù)合性能這兩項(xiàng)指標(biāo)所決定?，F(xiàn)有國(guó)產(chǎn)的12K碳纖維原絲抗拉強(qiáng)度能達(dá)到5000 MPa以上，而碳纖維板中原絲的體積分?jǐn)?shù)在65%以上，如此高的體積分?jǐn)?shù)，為何碳纖維板的抗拉強(qiáng)度難以超過(guò)2800 MPa呢？那就要從復(fù)合材料的界面說(shuō)起，這里指的界面就是碳纖維原絲與樹(shù)脂之間形成的界面，提高二者之間的界面復(fù)配就能將碳纖維原絲所受的載荷有效地傳遞到樹(shù)脂中?；诖耍ū狙邪l(fā)人員在近3年的努力之下，終于發(fā)明一種可以有效提高二者界面復(fù)配的環(huán)氧樹(shù)脂，成功將I級(jí)碳纖維板的抗拉強(qiáng)度提高到3200 MPa以上的水平，遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)外同行，這一數(shù)據(jù)就連國(guó)內(nèi)外很多中英文文獻(xiàn)都鮮有報(bào)道[1-3]。

那么對(duì)建筑物的加固，如何才能發(fā)揮這種高強(qiáng)度的碳纖維板的用武之地呢？我們知道，鋼筋屈服時(shí)伸長(zhǎng)率約0.18%，相比于碳纖維板破壞時(shí)的伸長(zhǎng)率1.7%，即便在不考慮鋼筋初始變形的條件下（結(jié)構(gòu)完全卸載的理想加固狀態(tài)）鋼筋屈服時(shí)碳纖維板所能發(fā)揮的強(qiáng)度也不到11%，因此，普通的碳板粘貼加固并沒(méi)有發(fā)揮碳纖維板高強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)。預(yù)應(yīng)力碳板加固彌補(bǔ)了這一缺陷。錨具，承載著將碳板上的預(yù)應(yīng)力傳遞到整個(gè)加固系統(tǒng)的使命，是整個(gè)預(yù)應(yīng)力碳板系統(tǒng)的核心部件。對(duì)碳纖維板有效的錨固才能發(fā)揮其高強(qiáng)度的特點(diǎn)。錨具的種類(lèi)很多，如：平板錨具、楔形錨具、波形齒錨具、sika錨具等等。無(wú)論采用哪種錨具，是否都能滿(mǎn)足GB/T 14370-2015《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器錨具》的錨具效率系數(shù)不低于0.95的要求呢？答案是否定的。現(xiàn)有文獻(xiàn)資料[1,2]中報(bào)道的錨具在將碳纖維板張拉破壞時(shí)，僅發(fā)揮了碳纖維板極限應(yīng)力的50%-80%，即錨具效率系數(shù)遠(yuǎn)低于0.95。

那么如何提高錨具的效率系數(shù)呢？那就要從常見(jiàn)的錨具失效形式說(shuō)起了，常見(jiàn)的錨具失效形式有：

1.碳纖維板脫錨（即碳纖維板從錨具中脫離，造成預(yù)應(yīng)力全部損失）；
2.碳纖維板滑脫（即碳纖維板與錨具中間的環(huán)氧膠層脫離，由于外部剪切應(yīng)力大于膠層的剪切強(qiáng)度）
3.碳纖維板劈裂（在施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中由于應(yīng)力集中，造成碳纖維板提前劈裂破壞）
4.錨具裂開(kāi)（在施加預(yù)應(yīng)力過(guò)程中錨具因強(qiáng)度低而裂開(kāi)）
5.錨具因疲勞失效（在循環(huán)應(yīng)力測(cè)試過(guò)程中失效）

因此，只有解決了這5項(xiàng)常見(jiàn)的錨具失效形式，錨具的錨固效率系數(shù)才有望提高至0.95以上?？ū就ㄟ^(guò)自主研發(fā)，開(kāi)發(fā)了一套錨固性能高，安全穩(wěn)定，高耐疲勞性的錨具體系，解決了碳纖維板施工過(guò)程中非正常破壞或失效問(wèn)題。

卡本預(yù)應(yīng)力碳板的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)如下：

1. 錨具組裝后的碳板張拉破壞強(qiáng)度超過(guò)2600 MPa，錨具效率系數(shù)大于1.0，碳板破壞時(shí)整體受力，呈現(xiàn)爆炸式破壞，錨具耐疲勞性能強(qiáng)，通過(guò)200萬(wàn)次耐疲勞性能測(cè)試。
2. 碳纖維板拉伸強(qiáng)度3200 Mpa以上，伸長(zhǎng)率達(dá)1.8%，遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)GB 50728-2011對(duì)I級(jí)碳板強(qiáng)度要求。
3. 碳纖維板強(qiáng)度利用率高，最高張拉應(yīng)力可達(dá)0.70σb。
4. 自主開(kāi)發(fā)了一套預(yù)應(yīng)力碳纖維板的現(xiàn)場(chǎng)張拉工藝，施工快捷方便，錨具與碳板組裝件工廠化制作，操作簡(jiǎn)單，節(jié)省人力，普及性強(qiáng)，安全系數(shù)高。

我敢說(shuō)我是唯一，你敢嗎？

[1] Burtscher S L. Wedge anchorage for CFRP strips[J]. Journal of Composites for Construction, 2008, 12(4): 446-453.
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[3] 陳果. 預(yù)應(yīng)力碳纖維板在橋梁加固中的應(yīng)用研究[D].東南大學(xué),2015.