怎樣進行多層碳纖維布加固？
碳纖維布是一種優(yōu)質的建筑加固材料，相對于常規(guī)加固方法，不僅強度高、質量輕、對原結構空間占用小，同時質軟能像布料一樣適用于復雜多變的建筑表面。碳纖維布加固技術經過多年的發(fā)展，如今已經名副其實的成為加固行業(yè)中，采用多的加固方法之一。
碳纖維布在混凝土結構中，主要對受彎構件起到加強承載力的作用，就好比鋼筋混凝土結構中受拉區(qū)布置的鋼筋一樣。滿足安全性鑒定的碳纖維布具有高達3400MPa的強度，然而在實際的設計施工中，考慮到二次受力等因素的影響，會出現(xiàn)僅采用一層碳纖維布無法達到強度要求的情況，這時就需要采取多層碳纖維布進行加固處理。
多層碳纖維布加固中應用廣的是雙層碳纖維布加固。相對于單層纖維布的粘貼，雙層碳纖維布的施工工藝要復雜一些。雙層碳纖維布粘貼時，應在層碳布浸漬膠達到指干狀態(tài)前立即粘貼下一層，若延誤時間超過1小時，則應等待12小時后重新在層碳布上涂抹膠體進行施工，同時在粘貼前需要注意將灰塵等對粘貼效果有影響的雜質進行清除。
雙層碳纖維布不僅在施工上有嚴格的要求，在構造措施中同樣也要格外的注意。首先，碳布端部的U型箍在雙層碳纖維布中有很重要的作用，混凝土梁受彎產生變形，梁和纖維布要求變形協(xié)調，因而在混凝土梁底與膠、膠與碳纖維布間會產生拉應力，容易發(fā)生端部的剝離破壞，尤其是對于多層碳布來說。而端部采用U型箍，會對碳布起到約束作用，減少了剝離的可能性。
另外，為了保證雙層碳布端部的錨固能力，對碳纖維布進行分層截斷是更加合理的加固方法。在雙層碳布的加固中，有兩種分層截斷的措施可選，分別是外短內長與內短外長，二者之間的效果好壞可從以下幾方面判斷：
傳力路徑
外短內長型中b端碳纖維受力需要通過第二層膠、層布以及層膠才能傳遞到混凝土結構中，傳力路徑較長，整體性稍差。
可靠程度
外短內長的形式b端碳纖維布與混凝土基材存在二次粘貼，錨固失效概率比較高，錨固效果可靠程度偏低。
剝離破壞
單獨的對于b端錨固效果來說，內短外長的構造形式將b端頭包裹在其中，對b端頭起到了約束的作用，也就提高了b端頭的抗剝離能力。
由此可見，兩種構造中內短外長加U型箍的錨固、加固效果要明顯優(yōu)異于外短內長型。因此，在規(guī)范GB 50367-2013中，也明確的推薦內短外長型的構造措施。
還有一點，在雙層碳纖維布中也起到了至關重要的作用。雙層碳纖維布之間、碳纖維布與混凝土基材之間，都是靠膠體進行粘接傳力，相對于單層碳纖維布，雙層碳纖維布由于承受更高的拉應力，因此需要更高性能的膠體，來保證整體共同受力?？ū窘n膠，通過安全性鑒定，無疑問是雙層碳纖維布施工中的有力支持。

碳纖維布加固時要遵循哪些施工規(guī)范?
碳纖維布是一種常用的加固材料，現(xiàn)在在很多的加固工程中都會使用到該種加固材料，和其他的材料相比，碳纖維布具有諸多優(yōu)勢，這也是為什么這么多的客戶會優(yōu)先選用該種加固材料的原因之一，在使用碳纖維布加固存在質量問題的建筑物時，需要遵守較多的施工規(guī)范，具體需要遵守哪些施工規(guī)范呢?下面的時間小編就來為大家進行系統(tǒng)的介紹。
一、對建筑物現(xiàn)場進行全面的勘探
不管建筑物存在的質量問題嚴重與否，為了能夠更好的對其進行加固施工，都要事先對建筑物的現(xiàn)場有全面的了解，對其進行系統(tǒng)的勘探，方能更為準確的知曉建筑物所存在的實際問題，也便于制定為適宜的加固方案。
二、制定適宜的加固方案
有些施工單位可能每年都會承接無數(shù)的碳纖維布加固工程，其實，雖然很多建筑物存在的問題基本一樣，但是對其進行現(xiàn)場加固時，依然要根據(jù)建筑物所具體存在的實際問題制定嚴謹?shù)募庸谭桨?，按照施工方案進行施工，在施工的過程中，也可能會遇到較多的突發(fā)性問題，對于這些常見問題，也需要關注到位。
三、嚴謹按照加固規(guī)范施工
使用不同的加固材料和加固方法對建筑物進行加固施工，所需要遵循的加固規(guī)范也是不同的，不管采用哪一種加固方法加固建筑物，都需要嚴格按照加固規(guī)范的規(guī)定進行施工，方能確保終的加固質量達標。
四、確保施工質量達標
對于客戶和施工單位而言，確保施工質量達標都是必須的，雖然現(xiàn)在很多施工單位在使用碳纖維布加固存在質量問題的建筑物時，都掌握著較多的施工技巧，不過在實際施工的過程中，依舊是需要注意到位的。
五、保證施工環(huán)節(jié)的安全施工
在施工現(xiàn)場施工時，對于施工環(huán)節(jié)的安全施工是務必要注意到位的，雖然和其他的加固方法相比，碳纖維加固法施工簡單，施工難度較低，能夠取得較為優(yōu)勝的加固效果，不過，施工單位也讓要注意到施工現(xiàn)場的施工安全，包括，人工安全，材料安全，施工質量安全三個方面。
六、確保各個階段的施工任務能夠如預期的進度一致
有些施工單位雖然在市場上的口碑和客戶評價都較高，但是有時卻會因為多種突況而無法按時完工，對于施工單位而言，務必要做好對施工任務的合理分配，確保每個階段的任務都能夠按時完工，保證整體加固工程能夠按時交接。
看了小編上述所介紹的關于碳纖維布加固時所要遵守的一些加固規(guī)范，相信大家現(xiàn)在對其也有了更多的了解了，其實在對建筑物進行加固時，不管使用哪一種加固方案，都要嚴格遵守加固規(guī)范的，不然很難保證終的加固質量。

在認識碳纖維增強塑料復合材料制品時，很多人看到具有碳纖維紋路的制品感覺就是酷，具有時尚科技感。今天我們就來探討不同碳纖維紋路來做碳纖維復合材料制品有什么不一樣。
碳纖維在復合材料中起到承載載荷的作用，外界作用于CFRP復合材料上的力都會經塑料傳遞給碳纖維，所以對CFRP復合材料的破壞首先要破壞碳纖維。
那么對碳纖維的破壞基本可分兩種，一種是平行于碳纖維方向的拉伸力，這個力會將碳纖維拉斷，所以要求碳纖維具備較高的拉伸強度；另一種是剪切力，這個力垂直于碳纖維方向，要求碳纖維具備較高的抗剪切強度?？上г谒刑祭w維供應商產品性能參數(shù)一欄里都沒有出現(xiàn)碳纖維剪切強度的表述。這是因為首先碳纖維剪切強度很小，另一方面碳纖維本身屬于一維材料，在直徑尺度很小，對碳纖維制品的任何剪切力都可以分解成不同方向碳纖維的拉伸力。
有了這個概念，那么進行復合材料制品設計過程中，盡可能了解制品的受力情況，然后對制品的纖維排布方向進行針對性的優(yōu)化，盡可能的使作用于碳纖維復合材料外力分解成不同方向上碳纖維的拉伸力，因為拉伸強度高是碳纖維的優(yōu)勢，以己之長攻彼之短嘛。二維的編織布是制造碳纖維復合材料制品和預浸料的原料，也是進行纖維排布方向優(yōu)化的基礎。那么對不同碳纖維布編制方向的了解將會有助于碳纖維復合材料制品的設計。
平紋編織的特點是經紗和緯紗以一上一下的規(guī)律交織。也就是經緯紗每隔一根紗就交錯一次（如圖1、2），所以交織點多，使織物堅牢、耐磨、硬挺、平整，但彈性較小，光澤一般，平紋織物密度不可能太高，較為輕薄，耐磨性較好，透氣性較好，布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態(tài)，纖維彎曲點比較多，在受拉伸過程中伸長率較高。同時由于相鄰兩根經紗和相鄰兩根緯紗交織點位置由于纖維束的滑動出現(xiàn)眼孔。平紋編織的變種形式也很多，比如12K經紗與1K緯紗混合編織。由于經線和緯線方向上纖維束的反射光不同，因此平紋編織纖維布可觀察到格子狀的外觀，類似于國際象棋的棋盤。
斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路（如圖3、4），這個紋路方向上并不存在纖維束，而是由于纖維束經緯向編織過程，經向或緯向纖維束跳過兩束緯向或經向纖維進行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小，纖維束浮長增大，同時相鄰兩個纖維束錯開一個編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點。這種斜紋外觀具有很強的立體感，用來做汽車改裝制品，比如面板、引擎蓋、排氣筒等。
緞紋編織具備單獨的、互不連續(xù)的經交織點（或緯交織點）在組織循環(huán)中有規(guī)律的均勻分布如圖（5、6），這樣的編織形式稱為緞紋。它的特點是經線（或緯線）浮線較長，交織點較少，它們雖形成斜線，但不是連續(xù)的，相互間隔距離有規(guī)律而均勻，此纖維布結構形式稱為緞紋組織。緞紋纖維布經紗和緯紗至少隔三根才交織一次，因此這種編織結構使織物密度更高，因而纖維布更加厚實。這種緞紋纖維布表面平滑勻整，質地柔軟，富有光澤或稍呈紋路。這類纖維布強度低于平紋和斜紋。
這三種編織形態(tài)由于碳纖維束受到彎曲和其他纖維束的影響造成碳纖維布的強度有差異，而且表征碳纖維編織布強度會有拉伸力、撕扯力、頂破力、彎曲力等，這些也是隨著編織方式的不同各有差異。總體來說在碳纖維束排布方向上的拉伸強度與纖維強度和纖維摩擦力相關。而與纖維束不同的方向上的拉伸力則與纖維的編織形態(tài)關系較大了，一方面這一拉伸力可分為纖維平行方向和垂直方向上的力，平行方向的力要求纖維強度高，垂直方向上的力則與編織形態(tài)對纖維束的阻力有關了。
東華大學紡織學院在研究編織結構對織物強度的影響則有平紋>斜紋>緞紋。而在撕扯強度方面則有緞紋>斜紋>平紋。不過單獨研究編制結構對復合材料的影響有一些片面，需要綜合基體材料及制品受力情況來考量。
本文說論述碳纖維布的概念屬于狹義范疇，碳纖維布有編織類的，就像我們今天將的平紋、斜紋、緞紋編織；類的，像薄氈和無紡布；還有一種無緯布，就是整個纖維布的纖維排布在一個方向上，這在預浸料中很常見，靠網胎和樹脂保持布狀形態(tài)。碳纖維布是我們設計復合材料的基礎，根據(jù)受力情況優(yōu)化某一方向上纖維束的排布方向是關鍵，可設計性是復合材料得以存在的優(yōu)勢，國內復合材料制品企業(yè)在這一方面的研究應該更深。

在工程應用研究方面，重點研究碳纖維片材（碳纖維布/碳纖維板之總稱）。在90年代由國家課題支持開展碳纖維片材在混凝土結構（包括橋梁、隧道、水利設施和房建結構），取得了應用成果并得到廣泛推廣。2003年由中國工程建設標準化協(xié)會頒布了《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規(guī)程》（CECS146：2003），作為指導性文件提供了設計施工和質量檢驗依據(jù)。而碳纖維片材用于橋梁加固技術是目前應用較為普遍的技術之一，其十幾年來的應用為橋梁加固事業(yè)作出了歷史性的貢獻。
針對傳統(tǒng)橋梁加固改造工程中所存在不足，諸如：因采用的加固材料（如鋼板/纖維布）溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大，不能形成同步的溫縮變形狀態(tài)，影響加固耐久性；采用鋼材加固增加防銹處理等后期維護投人；以及采取增大截面法，結構面會留下不和諧修補“傷疤” 影響結構外觀和技術狀況評價等問題，碳纖維筋橋梁加固是一項新的應用外粘高性能碳纖維復合材料增強結構技術，主要形式包括“嵌人植筋加強法" 和“體外配筋擴大截面增強法"。碳纖維筋與高強聚合物砂漿的聯(lián)合使用充分利用了纖維棒筋的抗拉伸強度、聚合物砂漿的快凝強度和砂漿與鋼筋混凝土結構的溫縮模量的近似特性，既可提升鋼筋混凝土結構的承載能力，也可充分利用新材料環(huán)境特征，達到維修、加固、利用與修舊翻新的綜合作用。
2.碳纖維復合筋的性能
碳纖維復合筋為棒型材料，主要成分為由碳纖維，通過特殊技術處理與樹脂高溫固化而成。碳纖維分子結構界于石墨和金剛石之間，含碳體積分數(shù)在0.9以上。碳纖維根據(jù)原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3種，由原絲纖維加熱至高溫后除雜獲得。根據(jù)碳纖維原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3 種。目前,PAN碳纖維按力學性能又分為高模量超高模量、高強度和超高強度4種；按用途可分為宇航級小絲束碳纖維和工業(yè)級大絲束碳纖維，其中小絲束以1K、3K、6K、12K和24K（1 K為1 000根長絲單位重量），大絲束為48K以上。
2.1碳纖維的優(yōu)勢
碳纖維具有較強的防水和防滲漏的特點，具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性，阻燃性和良好的力學性能和良好的導電導熱性，因此也在建筑工程和其他領域被廣泛運用。據(jù)投資顧問行業(yè)研究中心相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長。由此可見，碳纖維的使用將越來越廣泛。
2.2碳纖維復合筋的特性
碳纖維復合筋的主要技術指標及其與鋼筋對比如下表：
表1 碳纖維復合筋的技術指標及其與鋼筋的對比表
名稱
碳纖維復合筋
鋼筋
密度（g/cm3）
1.5
7.9
抗拉強度（MPa）
≥1800
≥500
彈性模量（GPa）
≥140
≥200
線膨脹系數(shù)10-6/℃
0.6
12
從表格中可以看出，碳纖維復合筋的密度遠遠小于鋼筋，同樣體積的材料，重量上碳纖維復合筋的優(yōu)勢很大；碳纖維復合筋抗拉強度也大于鋼筋，其熱膨脹系數(shù)較低，就說明在相同的溫度下，膨脹的程度會低很多。
碳纖維復合筋的主要性能：（1）質量輕（相當于鋼密度的1/5）；（2）強度高（抗拉強度是鋼筋的4到5倍）；（3）密度?。?.5g/cm3）；（4）彈性模量高（彈性回復100％）；（5）熱膨脹系數(shù)小，耐高溫和低溫性好；（6）耐酸性好，對酸呈惰性，耐濃酸侵蝕；（7）與砂漿附著力強。
3. 聚合物砂漿特點
聚合物砂漿是由水泥、速凝添加劑、粉末狀聚合物、碎石與水等混合拌制而成，其粘結強度高，熱膨脹系數(shù)與混凝土類似。
聚合物砂漿的主要特點：（1 )黏附性好，與原結構舊混凝土表面黏附良好，使纖維筋與原結構共同受力；（2）穩(wěn)定性好，能有效抑制有害物質的滲透和擴散；（3）和易性好，利用快捷、速凝的功能特點，修繕結構腐蝕表面，達到修舊如新。聚合物砂漿可以維修各種老化受損的混凝土表面。
4. 國內橋梁加固現(xiàn)狀
橋梁作為公路交通的關鍵設施，具有跨越深谷、承受運載、通航泄洪、保證安全、連接路網的重要功能。目前，我國各級公路上營運的橋梁總數(shù)達 60余萬座。
按橋梁設計技術標準對大中小類型的橋梁平均使用壽命測算，橋梁平均設計使用壽命在50年左右。全國年均需要改造翻新的橋梁約有10 000 余座，合計約60余萬延米。以二級路為例，每年國家需要投人的橋梁改造費用上百億幣，這是一筆巨大的投資。根據(jù)近10年危橋改造的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)有重交通組成作用下的橋梁使用壽命平均在33年之內，部分路段橋梁的使用壽命甚至更短。如何更有效的延長橋梁的使用壽命、如何更有效的提高危險橋梁的改造利用技術、如何將加固后的橋梁變得更持久，是當前橋梁管理中面臨且急需解決的問題。
面對當前大規(guī)模的橋梁改造任務，各級橋梁管理部門都十分重視其處理效果，近年來積極研究和尋求有效的維修加固新技術，但這并不是一件容易的事情，目前在橋梁加固改造中常采用的技術還是十幾年前的研究成果，主要方法如：“鋼板加固法”、“擴大截面加固法”、“體外（內）預應力加固法”、“碳纖維布加固法”等，這些材料技術為輕交通狀態(tài)下的橋梁加固做出過貢獻。隨著近幾年重交通的發(fā)展和擴散，現(xiàn)有橋梁的加固材料和工藝技術在適應性方面面臨巨大挑戰(zhàn)。一方面是目前所使用的加固材料（如鋼板/纖維布）其溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大，造成加固后的補強材料與原結構的溫縮變形差異化，形成不同步的溫縮變形狀態(tài)，影響加固耐久；另一方面當前加固中為提高結構受力的高強材料仍然采用鋼材，因鋼材有防銹處理的要求，這樣就增大了后期的維護投人，在結構層面上需要增設3 cm以上厚度的防銹保護，造成自重增加，影響使用效果；此外，在增大截面法中，因材料強度因素，需要增厚自重增加，影響結構受力和加固效果?，F(xiàn)有加固材料和工藝中即便是解決了受力要求，但施工后的結構面會留下不和諧修補“傷疤”，影響結構外觀和技術狀況評價。
由此可見，研究和選擇一種高強、防腐蝕、經濟、施工方便，且與鋼筋混凝土材料溫縮模量相一致的維修加固材料，達到理想的加固改造，且能提高橋梁的承載能力是十分迫切和必要的工作。
首先原構件混凝土表面去除表面浮漿、油污等雜質，并對混凝土構件加固部位進行鑿毛處理。對加固表面缺損的坑洼部位采用高強聚合物砂漿預先修補，待混凝土表面干燥后涂抹界面劑。隨后安裝錨具及碳纖維復合筋，利用錨具固定碳纖維復合筋，碳纖維復合筋應緊貼加固面，壓條及螺栓均應采用不銹材料；安裝完后，噴涂高強聚合物砂漿，砂漿厚度不小于20MM，施工溫度應在10℃-35℃，后對表面進行養(yǎng)護.