据外媒报道，日本丰桥技术科学大学（Toyohashi University of Technology）建筑与土木工程系结构工程实验室的研究人员研发了一种新概念，可利用无粘结碳纤维增强型塑料（CFRP）层板加固关键建筑结构中的钢，从而提升钢的屈曲性能。此种方法不要求在应用CFRP之前，先进行表面处理，因为CFRP不会粘结在钢的表面，只是通过提升钢的抗弯刚度来提高结构强度。

（图片来源：丰桥技术科学大学）

由于CFRP成功在土木工程领域加固了混凝土，其已经发展成为一种加固钢构件、而不是传统钢板的方法。由于CFRP具有重量轻、强度重量比高、抗疲劳、耐腐蚀等优点，因而被广泛使用。不过，迄今为止，采用CFRP加固钢的研发工作主要集中于粘结技术，即，使用粘结剂将CFRP粘在钢表面。但是，粘结加固的缺点是在安装CFRP之前，需要进行复杂且耗时的表面处理工作。此外，由于钢在整个使用寿命期间都完全暴露在环境中，此种加固技术的关键——钢与CFRP之间的粘结强度性能也会显著下降。采用新型粘结CFRP技术代替此种方法也不是特别合适的解决方案，因为不太可能具有成本效益。

于是，研究小组研发了不将CFRP粘结在钢表面，但是采用CFRP加固钢的方法。研究表明，此种方法能够延迟钢的屈曲，提高钢棒的压缩能力，而压缩能力是否提高，则受碳纤维层数的影响。

该研究第一作者Fengky Satria Yoresta表示：“我们研发了此种无需粘结的CFRP加固钢法，以替代需要将CFRP粘结在钢表面的加固方法。此种方法的主要优点是，操作更简单、耗时更短，而且特别适用于现有的建筑结构元素。免去了处理钢材表面（如喷砂或手工磨削等）的麻烦，可大大节约成本。”

该研究组组长兼副教授Yukihiro Matsumoto补充表示：“几乎所有此前的研究都是采用粘结剂来利用CFRP加固钢构件，此种方法相当复杂，因为在应用CFRP之前，需要适当进行钢表面处理，以让钢表面可与CFRP粘结，而表面处理还会影响到粘结强度。此外，我们不能完全估计，钢在使用寿命期间，暴露在环境中时，CFRP和钢之间的粘结性能会受到怎样的影响。因此，我们试图研发无粘结加固法，以改进传统加固法。”

他还表示：“无粘结加固法非常有用、易于采用与管理。不过，我们的方法不能顺利地传递应力，因而需要打造一个适当的力学模型。最终，我们进行了机械模拟和实验，以证明该加固法的作用。”

该研究小组认为，其研发的无粘结CFRP加固法不仅适用于土木工程，还能应用于航空航天、汽车和海洋工业等其他领域。此种新方法前途光明，有望被用于快速生产创新型高质量产品。