碳纤维板具有较低的弹性模量和较高的抗拉强度。与钢筋相比,钢筋的弹性模量一般为200GPa,屈服强度仅为300MPa左右。钢筋需要0.15%的拉伸变形才能达到其屈服强度,而碳纤维板需要1.7%的拉伸变形才能充分发挥其抗拉强度,比钢筋的屈服变形高11倍以上。即当碳纤维板与构件内部钢筋共同工作时,如果不考虑钢筋的原始初始应变,则碳纤维板在钢筋屈服时所能发挥的强度仅为抗拉强度的8.8%。因此,对碳纤维薄板施加预应力,可以提前发挥相当大的强度,有效地利用其高强度性能。
高弹性模量
碳纤维薄板的弹性模量低于建筑用钢。由于预应力混凝土的弹性变形,预应力的损失也比钢筋小。钢筋存在明显的应力松弛,疲劳强度仅为
耐中速、耐老化
传统的外部预应力钢筋加固技术要求对钢筋进行仔细的防腐处理,并定期进行维护和更换。与钢材相比,碳纤维板是目前建筑材料中耐腐蚀性能较好的材料之一。研究结果表明,在弱酸环境下,经过10000次冻融循环、干湿交替循环、一定光照时间、70℃热水浸泡30天,碳纤维的耐久性、耐腐蚀性、耐老化性能均未下降。因此,在室外暴露环境下,预应力碳纤维板加固桥梁结构比外部预应力钢筋更具优势。
高强度
与未粘结的外预应力钢绞线相比,粘结预应力加固的预应力碳纤维板在抑制裂缝和提高构件抗弯承载力方面具有更突出的性能。