碳纖維布（CFRP）加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是利用樹(shù)脂類粘結(jié)材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。
工藝原理
加固機(jī)理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結(jié)劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，膠結(jié)材料作為它們之間的剪力連接媒介，形成新的復(fù)合體，使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋共同作用，增大了結(jié)構(gòu)抗拉及抗剪能力，可有效提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，延性及抗裂性。利用碳纖維布良好的抗拉強(qiáng)度達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度的目的。
材料
CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹(shù)脂。
1、碳纖維布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)按纖維的凈截面面積計(jì)算，凈截面面積取碳纖維布的計(jì)算厚度乘以寬度。碳纖維布的計(jì)算厚度取碳纖維布的單位面積質(zhì)量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質(zhì)量有可靠保證時(shí)，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量可提高到600g/㎡。
2、粘結(jié)劑要有足夠的粘結(jié)性能，工藝過(guò)程中各部位所使用的環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)材料的種類、型號(hào)，應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的溫度、濕度進(jìn)行選擇。應(yīng)正確掌握主劑和固化劑的配比，使?jié)B透性、粘稠度、固化速度等方面能滿足不同季節(jié)施工的需要。采用碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加固時(shí)，應(yīng)采用與碳纖維片材配套的底層樹(shù)脂、找平材料、浸漬樹(shù)脂或粘結(jié)樹(shù)脂。
3、在受彎加固和受剪加固時(shí)，被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度不得低于1.5MPa。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時(shí)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C10。
4、主要機(jī)具：角向磨光機(jī)、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺(tái)秤、卷尺、水平儀、鉛錘、滾筒、刮板、攪拌容器、橡膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護(hù)眼鏡、橡膠手套、口罩等。
特點(diǎn)
1、材料高強(qiáng)高效，便于加工成多種尺寸，適用面廣，質(zhì)量易保證。
2、施工便捷，工效高，沒(méi)有濕作業(yè)，不需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工占用場(chǎng)地少。
3、耐腐蝕及耐久性能。
4、自重較輕，加固修補(bǔ)后，基本不增加原結(jié)構(gòu)自重及原構(gòu)件尺寸。
適用范圍
1、適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補(bǔ)，如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結(jié)構(gòu)。
2、基層混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C15，長(zhǎng)期使用的環(huán)境溫度不高于60℃的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，都可采用碳纖維加固施工工法加固、補(bǔ)強(qiáng)。
施工準(zhǔn)備
1、應(yīng)認(rèn)真閱讀設(shè)計(jì)施工圖。在進(jìn)行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。
2、應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和加固構(gòu)件混凝土的補(bǔ)強(qiáng)荷載要求，制定相應(yīng)施工方案和施工計(jì)劃。
3、應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維布、配套樹(shù)脂、機(jī)具等做好施工前的物質(zhì)準(zhǔn)備工作。
4、進(jìn)場(chǎng)后的碳纖維布、配套樹(shù)脂應(yīng)抽樣送檢，合格后方可施工。
5、施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹(shù)脂要求的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)采用適用于低溫環(huán)境的配套樹(shù)脂或采取升溫措施。
工藝流程及操作要求
工藝流程為卸荷→構(gòu)件表面處理→涂底膠→找平→粘貼→保護(hù)。
1、卸荷：加固前應(yīng)對(duì)所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。
2、構(gòu)件表面處理
2.1 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈并達(dá)到結(jié)構(gòu)密實(shí)部位。
2.2 檢查外露鋼筋是否銹蝕，如有銹蝕，需進(jìn)行必要處理。
2.3 對(duì)經(jīng)過(guò)剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，用高于原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度的環(huán)氧砂漿進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原、達(dá)到表面平整。
2.4 應(yīng)按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿或封閉處理：縫寬小于0.20mm 的裂縫，用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行表面涂抹密閉；大于或等于0.20mm 的裂縫用環(huán)氧樹(shù)脂灌縫。
2.5 對(duì)貼片范圍的定位、劃墨線、按修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。
2.6 被粘貼的混凝土表面應(yīng)打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨加以圓化。圓化半徑對(duì)于梁不應(yīng)小于20mm；對(duì)于柱不應(yīng)小于25mm。
2.7 清洗打磨過(guò)的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
3、涂底膠
3.1 按主劑∶固化劑=2∶1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。一般情況下1h內(nèi)用完。
3.2 用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn)）再進(jìn)行下一工序的施工。一般固化時(shí)間為2～3d。
4、找平
4.1 混凝土表面凹陷部位應(yīng)用環(huán)氧膩?zhàn)犹钛a(bǔ)平整，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位也應(yīng)填補(bǔ)，盡量減小高度差，再用砂紙打磨平整。
4.2 轉(zhuǎn)角處也修補(bǔ)成光滑的圓弧且半徑不小于10mm。在找平材料表面指觸干燥后，進(jìn)行下一工序的施工。
5、粘貼
5.1 按設(shè)計(jì)要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長(zhǎng)度一般應(yīng)在3m之內(nèi)。
5.2 調(diào)配、攪拌粘貼材料浸漬樹(shù)脂，均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位多涂刷一些。
5.3 粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使浸漬樹(shù)脂充分浸透碳纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟，待碳纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)行下一層的粘貼。
5.4 在后一層碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹(shù)脂。
5.5 碳纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm，碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定。
6、保護(hù)：加固后的碳纖維表面應(yīng)進(jìn)行抹灰保護(hù)。在碳纖維表面的樹(shù)脂固化之前，撒一層干燥粗砂，再采取抹灰措施。當(dāng)設(shè)計(jì)有耐火極限的要求時(shí)，按選用的防火涂料進(jìn)行施工，并保證防護(hù)材料與碳纖維片材之間有可靠的粘結(jié)。
注意事項(xiàng)
 采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)由專業(yè)施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。
施工過(guò)程中應(yīng)避免碳纖維片材彎折。

碳纖維布加固破壞原理及施工工藝
據(jù)了解碳纖維布加固技術(shù)在90年代在我國(guó)建筑工程和橋梁隧道工程領(lǐng)域中開(kāi)始被應(yīng)用，在早期其加固費(fèi)用昂貴，碳纖維布加固技術(shù)的發(fā)展被限制，隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價(jià)不斷降低，使的碳纖維布加固技術(shù)日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應(yīng)用領(lǐng)域中得到了全面推廣。
碳纖維布加固混凝土柱：
采用碳纖維布對(duì)混凝土進(jìn)行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強(qiáng)度和對(duì)混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：
1、界限破壞，當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng)，在受壓混凝土達(dá)到極限應(yīng)變的時(shí)候，受拉區(qū)纖維剛好達(dá)到極限強(qiáng)度，此時(shí)材料的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達(dá)值；
2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區(qū)混凝土被壓壞，碳纖維未達(dá)到極限應(yīng)變；
3、少筋破壞，受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過(guò)極限拉應(yīng)變，并達(dá)到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未破壞；
4、超筋破壞，加固量過(guò)大，受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土被壓壞；
5、粘接破壞，在達(dá)到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。
與此同時(shí)，碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個(gè)共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化，從而導(dǎo)致銹蝕，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)過(guò)后，在采用碳纖維布進(jìn)行加固，大致過(guò)程如下：
1、首先按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行定位放線；
2、采用硬毛刷對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀；
3、按設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布；
4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對(duì)碳纖維布進(jìn)行防護(hù)；
5、待膠固化后，對(duì)粘貼碳纖維布進(jìn)行驗(yàn)收。
總而言之，碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強(qiáng)度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，為結(jié)構(gòu)安全保駕護(hù)航。與此同時(shí)，碳纖維布加固除了對(duì)開(kāi)裂的梁板進(jìn)行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復(fù)工程中應(yīng)用。

“偷工減料”現(xiàn)象在各個(gè)行業(yè)都不是一件罕見(jiàn)的事情，對(duì)于加固用的碳纖維布來(lái)說(shuō)，我們總會(huì)碰到劣質(zhì)產(chǎn)品，到底這些產(chǎn)品劣在哪里？哪里暗藏你一眼看不穿的東西？今天，小悍總結(jié)了碳纖維布可能出現(xiàn)問(wèn)題的地方，現(xiàn)時(shí)現(xiàn)地教你練就“火眼金睛”，不再上當(dāng)受騙。
▋ 碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、彈性模量和極限伸長(zhǎng)率不達(dá)標(biāo)
國(guó)家規(guī)范規(guī)定，對(duì)碳纖維布I級(jí)抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，受拉彈性模量≥2.3x105MPa，伸長(zhǎng)率≥1.6%，這三項(xiàng)數(shù)據(jù)是碳纖維高強(qiáng)性能的保障，碳纖維布在承重結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，其粘結(jié)加固能力與這三項(xiàng)數(shù)據(jù)有著顯著的相關(guān)性，還可以通過(guò)此判斷在碳纖維布的生產(chǎn)過(guò)程中是否存在欠缺的地方。
▋ 碳纖維布單位面積質(zhì)量偏差過(guò)大
對(duì)于一般人工粘貼的碳纖維布，其單位面積質(zhì)量≦300g/m2,碳纖維布單位面積質(zhì)量允許偏差為±3%。
為什么要嚴(yán)格控制碳纖維布單位面積質(zhì)量？主要是因?yàn)榭椢锾駮r(shí)，室溫固化型結(jié)構(gòu)膠將很難浸潤(rùn)和滲透，極易因纖維內(nèi)部缺膠或膠液分布不均而嚴(yán)重影響碳纖維復(fù)合材料的粘結(jié)性能，致使被加固的結(jié)構(gòu)安全得不到保證。
▋ 碳纖維布的K數(shù)不合格
我們知道，加固工程用的碳纖維布是嚴(yán)禁使用大絲束碳纖維替代的。然而，目前市面上生產(chǎn)碳纖維布的廠家利用行業(yè)對(duì)碳纖維K數(shù)的不熟悉，大量以15k、18k、24k、36k，甚至48k的碳纖維來(lái)冒充12k，致使粘結(jié)質(zhì)量嚴(yán)重下降。
關(guān)于碳纖維布K數(shù)的準(zhǔn)確識(shí)別方法，小悍在《碳纖維布的價(jià)格裸，但我知道你會(huì)買(mǎi)更貴的那個(gè)》一文中有詳細(xì)介紹，想要了解的朋友可以點(diǎn)擊前往觀看。
▋ 玄武巖纖維冒充
結(jié)構(gòu)加固用的碳纖維，嚴(yán)禁使用玄武巖纖維來(lái)代替。
由于玄武巖纖維抗拉強(qiáng)度低、彈性模量較低、耐堿性不如碳纖維、耐久性不強(qiáng)等原因，玄武巖纖維被禁止在加固工程中使用，但在實(shí)際加固工程中，一些玄武巖纖維常常被染制成近似于碳纖維制品的顏色，必須注意鑒別，防止勿用造成結(jié)構(gòu)安全隱患。
關(guān)于如何辨別玄武巖纖維，大家可以看看《玄武巖纖維用于結(jié)構(gòu)加固？后知道真相的我眼淚流下來(lái)》。
▋ 碳纖維布缺緯、脫緯、斷經(jīng)
嚴(yán)重的外觀缺陷，將會(huì)顯著影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力性能或耐久性能，不是小問(wèn)題。
▋ 碳纖維布尺寸偏差過(guò)大
碳纖維布長(zhǎng)度偏差允許值為±1.5%，寬度偏差允許值為±0.5%。過(guò)大的尺寸偏差可能影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力性能。碳纖維布的尺寸控制的越好，越能保證施工質(zhì)量符合結(jié)構(gòu)加固后的安全使用要求。
對(duì)加固負(fù)責(zé)，是一個(gè)碳纖維布生產(chǎn)廠家基本的要求。在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，加固材料企業(yè)不能停留在價(jià)格戰(zhàn)的思維，俗話說(shuō)“一分價(jià)錢(qián)一分貨”，產(chǎn)品要賣很低的價(jià)格，商家就會(huì)不擇手段降低成本，一定會(huì)偷工減料。而加固材料企業(yè)現(xiàn)在要考慮的是，跳出價(jià)格門(mén)檻，怎樣用更先進(jìn)，更安全的加固材料去保證結(jié)構(gòu)加固的效果得到提高。

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。
碳纖維布又稱碳素纖維布、碳纖布、碳纖維編織布、碳纖維預(yù)浸布、碳纖維加固布、碳布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材（預(yù)浸布）等 。碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固。
碳纖維板加固法是用粘結(jié)劑把碳纖維板粘貼在混凝土構(gòu)件受力部位，和基體疊合為一體，從而達(dá)到加固目的的一種施工方法。通常用在混凝土橋面板、橋墩、梁、柱、煙囪以及隧道襯砌等構(gòu)件的抗彎補(bǔ)強(qiáng)、抗剪補(bǔ)強(qiáng)以及防止混凝土開(kāi)裂、剝落等工程中。
和大家一起了解碳纖維布與碳纖維版的不同：
1、性能區(qū)分
碳纖維布強(qiáng)度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)件自重及截面尺寸。適用面廣。
碳纖維板加固具有強(qiáng)度高、重量輕、易于施工、耐久性好等優(yōu)良特性。
2、使用范圍區(qū)分
碳纖維布廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)形狀的加固修復(fù)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。碳纖維板可用于條件嚴(yán)酷、場(chǎng)地狹窄混凝土結(jié)構(gòu)的維修、加固工程中。
3、加固方法區(qū)分
碳纖維板加固法
a、施工準(zhǔn)備，清理障礙物；
b、清理粘碳纖維板混凝土結(jié)構(gòu)面；
c、配制粘鋼膠，嚴(yán)格按照配套樹(shù)脂的主劑、固化劑所規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調(diào)和量不應(yīng)過(guò)多，以在可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)；
d、粘貼碳纖維板，洗干凈碳纖維板前后面，均勻的涂抹于混凝土表面和碳板表面，粘貼后用手捶沿粘貼表面輕輕敲擊，如無(wú)空洞聲則表明粘接密實(shí)，否則應(yīng)取下碳板重新補(bǔ)膠進(jìn)行粘貼；
e、固定碳纖維板，若發(fā)現(xiàn)有縫隙或缺膠，應(yīng)補(bǔ)膠填滿；
f、表面防護(hù)處理，；
g、報(bào)驗(yàn)；
碳纖維布加固法
a、施工準(zhǔn)備：擬定施工方案和施工計(jì)劃，應(yīng)對(duì)所使用的碳纖維片材、配套樹(shù)脂、機(jī)具等作好施工前的準(zhǔn)備工作。
b、混凝土表面處理：清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。按設(shè)計(jì)要求對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。
c、涂刷底膠：按供應(yīng)商提供的工藝規(guī)定配制底層樹(shù)脂，將底層樹(shù)脂均勻涂抹于混凝土表面。在樹(shù)脂表面指觸干燥后立即進(jìn)行下一步工序施工。配制找平材料并對(duì)不平整處修復(fù)，對(duì)混凝土表面凹陷部位用找平材料填補(bǔ)平整，轉(zhuǎn)角處應(yīng)用找平材料修復(fù)為光滑的圓弧。
d、找平處理：進(jìn)行混凝土表面處理和粘貼碳纖維片材前，要按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放線定位;
e、配制并涂刷結(jié)構(gòu)膠粘劑：
用攪拌器攪拌至色澤均勻。在攪拌容器內(nèi)及攪拌器上不得有油污和雜質(zhì)。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度確定膠粘劑的拌合量，并按要求嚴(yán)格控制使用時(shí)間。
f、粘貼碳纖維片材。