Monien rakennusten vahvistamismenetelmien joukossa hiilikuituvahvistus on yksi niistä. Hiilikuitu on keveyden, lujuuden ja yksinkertaisen rakenteensa vuoksi suosinut vahvistusteollisuutta. Hiilikuitua on juuri alettu käyttää rakenteiden vahvistamisessa ja se on saavuttanut erinomaisia tuloksia. Hiilikuitukankaalla vahvistettujen rakenteiden joidenkin luontaisten jännitysominaisuuksien vuoksi jotkin tilanteet eivät kuitenkaan sovellu vahvistamiseen hiilikuitukankaalla. Tämä on huomioitava. Joten missä olosuhteissa hiilikuituvahviketta ei saa käyttää?
1. Hiilikuituvahvikkeella on tietyt vaatimukset alkuperäiselle rakenteelle. Yleisellä hiilikuidulla vahvistettujen komponenttien betonin lujuustason tulee olla vähintään C15 ja hiilikuitumateriaalin ja betonipinnan välinen positiivinen vetovetolujuus ei saa olla pienempi kuin 1,5 MPa. Lisäksi määrätään, että lujitekomponentit eivät voi olla betonityynyjä ja raudoitussuhde pituussuuntaisten kantavien terästankojen toisella puolella on yli 0,2 %. Lisäksi hiilikuituvahvistus edellyttää myös, että vahvistettujen komponenttien pohjapinta on parempi. Jos raudoituspohjan pinta on epätasainen, on maantasoituskäsittelyssä käytettävä rakennekorjausliimaa.
2. Joillekin rakenteille, joissa on suuri muodonmuutos, hiilikuituvahvistuksen vaikutus ei ole kovin ihanteellinen. Vaikka hiilikuidulla itsessään on erittäin lujia ominaisuuksia ja standardilaatuisen hiilikankaan lujuusarvo on 1600 MPa avainkomponenttien vahvistamisessa, itse komponentin suuren muodonmuutoksen vuoksi itse komponentti voi vääntyä, kun hiilikuitu ei ylitä 1600 MPa. Vahingon seurauksena hiilikuidun lujuuden käyttöaste jää liian alhaiseksi, eikä hiilikuidun lujuusominaisuuksia hyödynnetä täysimääräisesti.
Joten kuinka ratkaista tällainen ongelma? Jos vahvistetulla komponentilla on tietty muodonmuutos, mutta muodonmuutos ei ole kovin suuri, voidaan raudoituksena käyttää paksujen teräslevyjen kiinnitysmenetelmää. Onhan paksujen teräslevyjen puristuslujuuden käyttöaste huomattavasti korkeampi. Parempi kuin hiilikangas. Jos vahvistetun komponentin muodonmuutos on suuri, esijännitetty teräsraudoitus pystyy hyödyntämään arvonsa täysimääräisesti. Esijännitetty hiilikuitulevyvahvistusjärjestelmä voi tehokkaasti vähentää komponentin jäykkyyden muodonmuutosta ja pienentää komponentin raon leveyttä. Se on erittäin tehokas aktiivinen vahvistustekniikka.
3. Hiilikuituvahvikkeella on myös tiettyjä vaatimuksia alkuperäisen rakenteen tukemiselle. Hiilikuidulla itsessään on korkea lujuus ja sen elastisuus on hyvin samanlainen kuin terästankojen. Kuitenkin hiilikuitu itsessään on pehmeää ja sen vetolujuus on riittämätön, joten se on hyödynnettävä täysimääräisesti hiilikuitua vahvistettaessa. Suuren puristuslujuutensa ansiosta tämä menetelmä soveltuu vain betonirakenteiden pylväiden ja palkkien lujittamiseen, jotka altistetaan taipumiselle, pilarin niveljännitykselle, pilarin suurelle aksiaaliselle voimalle ja vetoelementeille. Vahvistetun pilarin kääntövoima ja suuri aksiaalinen voima on kaikki vahvistettu pylvään ympärille kiedotulla hiilikankaalla, joka hyödyntää täysin hiilikuidun lujuusominaisuuksia. Ongelmissa, kuten seinään kohdistuva riittämätön rasitus, hiilikuitukankaan tarttuminen ei ole tehokasta.
4. Pitkään korkeille ja matalille lämpötiloille altistuneiden ja helposti syöpyvien betonirakenneosien osalta yleinen hiilikuituvahvistus näyttää olevan jossain määrin riittämätön. Kohdattaessa korkeita lämpötiloja, märkiä ja kylmiä rakennepintoja on käytettävä erityistä säänkestävää liimaa hiilikuitujen kiinnittämiseen. Joillekin helposti ruostuville vahvistetuille komponenteille voidaan käyttää hiilikuituristikkovahviketta sidotun hiilikuidun sijasta vahvistamiseen.