隨著使用年限的推移，建筑物會(huì)出現(xiàn)各種各樣的病害，比較常見的，就是建筑物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，小的裂縫不會(huì)有太大的影響，但是有的裂縫超過了一定的寬度和限值之后，就會(huì)影響建筑物的耐久性和適用性，裂縫一旦產(chǎn)生，就容易受各種因素影響，不斷擴(kuò)大和腐蝕內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以人們現(xiàn)在對(duì)建筑物裂縫都非常重視。
目前常用的修補(bǔ)裂縫的方法就是利用碳纖維膠和碳纖維布進(jìn)行修補(bǔ)加固。
裂縫對(duì)建筑物的危害一般分為以下幾點(diǎn)：
1.鋼筋腐蝕裂縫。這種是由于鋼筋出現(xiàn)空氣和水氣腐蝕，出現(xiàn)鐵銹，鐵銹使鋼筋體積變?yōu)樵瓉淼?~4倍，致使建筑水泥出現(xiàn)裂縫，裂縫加速鋼筋腐蝕，惡性循環(huán)。
2.低溫的影響。北方冬天氣溫變冷相對(duì)比較明顯，低溫導(dǎo)致熱脹冷縮出現(xiàn)裂縫，然后水氣進(jìn)入裂縫之中，在低溫的時(shí)候水氣結(jié)冰，體積膨脹，擴(kuò)大裂縫，久而久之裂縫增大，甚至腐蝕內(nèi)部鋼筋。
所以，當(dāng)建筑物出現(xiàn)裂縫時(shí)，就要用碳纖維膠和碳纖維布對(duì)建筑物進(jìn)行修補(bǔ)。黏貼碳纖維布工藝是用單向碳纖維布，配套碳纖維膠，垂直于裂縫一條條排列粘貼，碳纖維布和原本的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共同受力，增大建筑物的抗拉和抗震能力，這種方法施工十分快捷方便，而且碳纖維布輕便，不會(huì)對(duì)原本建筑增加重量，是目前國際主流的裂縫處理方法。
對(duì)于我們從事加固行業(yè)的人來說碳纖維布也不定都不陌生，大家也經(jīng)常聽到一級(jí)300g、一級(jí)200g、二級(jí)300g、二級(jí)200g規(guī)格的碳布，那么對(duì)于這些規(guī)格的碳纖維布大家真的那么了解么？現(xiàn)在給大家介紹下如何區(qū)分這幾種規(guī)格的碳布。
根據(jù)碳纖維的強(qiáng)度等級(jí)可分為一級(jí)和二級(jí)。
一級(jí)碳纖維布和二級(jí)碳纖維布在外觀上是看不出區(qū)別的，只是力學(xué)性能有區(qū)別。
一級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，彈性模量≥230GPa，伸長率≥1.6%；
二級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度≥3000MPa，彈性模量≥200GPa，伸長率≥1.5%。
一級(jí)碳纖維布和二級(jí)碳纖維布在外觀上看不出區(qū)別，需要送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測才可以分辨出碳布的強(qiáng)度等級(jí)。但不同廠家為了區(qū)別一級(jí)和二級(jí)會(huì)在生產(chǎn)時(shí)自己做好記號(hào)。
碳布按單位面積克數(shù)分為200g和300g，其實(shí)200g表示的是1㎡碳布的質(zhì)量是200g，同理300g碳布表示的是1㎡碳布的質(zhì)量為300g。
由于碳纖維的密度是1.8g/cm3，可以計(jì)算出300g碳布的厚度為0.167mm，200g的碳布厚度為0.111mm。有時(shí)候設(shè)計(jì)圖紙也會(huì)不提克重，而直接說厚度，其實(shí)厚度為0.111mm的碳布就代表的是200g碳布。
那么又如何區(qū)分200g/㎡、300g/㎡的碳布呢，其實(shí)簡單的方法直接數(shù)碳纖維原絲束的數(shù)量就可以。
我們加固行業(yè)用的碳纖維基本都是12K，12K碳纖維原絲的線密度為0.8g/m，所以10cm寬的200g/㎡碳纖維布擁有25束碳纖維原絲，10cm寬的300g/㎡碳纖維布擁有37束碳纖維原絲。
在碳纖維布采購時(shí)，經(jīng)常有人會(huì)問到碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是多少，大部分人會(huì)告訴你是3400MPa，其實(shí)這個(gè)是一級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。還有一個(gè)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值也會(huì)偶爾提到。那這兩個(gè)值在實(shí)際中有什么意義呢？
碳纖維布加固法是將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)整體，碳纖維材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂、抗剪、抗彎以及抗壓能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性，達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。

碳纖維布越來越多的應(yīng)用在建筑加固工程上，由于其出色的抗拉性、韌性，并且抗酸抗腐蝕，已成為目前主流的加固方式之一。但是目前市面上的碳纖維布生廠商實(shí)力參差不齊，對(duì)于施工質(zhì)量的把握能力也是有高有低，很多碳纖維布加固工程結(jié)束后，并沒有系統(tǒng)的檢驗(yàn)工程質(zhì)量，給日后的安全問題造成隱患。那碳纖維布施工之后應(yīng)如何檢測其粘貼質(zhì)量呢？現(xiàn)在，小悍給大家講講碳纖維布加固后的檢測步驟。
一般來說，我們可以通過簡單的錘擊法來檢測碳纖維布的粘貼質(zhì)量，通過對(duì)每一寸的碳纖維布進(jìn)行錘擊，檢測碳纖維布與混凝土之間是否存在空鼓情況，如發(fā)現(xiàn)空鼓，則說明碳纖維布與混凝土沒有完全貼合，沒用達(dá)到共同受力的目的，如空鼓面積低于施工總面積的95%，則說明此次加固工程是不合格的，需要對(duì)工程進(jìn)行返工。
碳纖維補(bǔ)強(qiáng)對(duì)加固構(gòu)筑物有著的效果，它可以限度地保留原來建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不增加構(gòu)筑物的重量，不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)的外型，施工速度快且工程造價(jià)低。碾子溝水庫泄洪洞加固施工僅用時(shí)4 d，投資4 萬余元便解決了安全隱患，目前，泄洪洞運(yùn)行良好。
修復(fù)加固具體做法是沿鋼筋混凝土發(fā)電管、灌溉管的全長和全斷面粘貼碳纖維布和玻璃纖維布。該工程2002 年12 月15 日開工，于2003 年1 月25 日基本完工。經(jīng)過一年多運(yùn)行檢驗(yàn)，加固效果良好，工程造價(jià)比鋼板襯砌加固降低了30%~40% 。
碳纖維材料在隧洞加固中優(yōu)點(diǎn)十分突出，主要如下：
（1）可以任意裁剪，加固各種形狀（圓形或復(fù)雜曲面）的結(jié)構(gòu)。
（2）加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)不需要使用大型加固機(jī)具，工程效率高，施工速度快。
（3）耐腐蝕、抗?jié)B、抗沖刷。
（4）碳纖維布糙率（0.007），低于混凝土表面糙率（0.014），在加固段可以增大流量系數(shù)，提高管道的過流能力。
（5）可有效封閉混凝土裂縫，從而延緩或消除裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展。
（6）加固后不改變?cè)袛嗝娴拇笮『托螤睢?br>（7）加固效果好，不需要進(jìn)行后期維修，較為經(jīng)濟(jì)。
碳纖維加固主要用于加固受拉、受剪、拉彎的鋼筋混凝土構(gòu)件，且理論已十分成熟，相應(yīng)計(jì)算可依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006及《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146:2003）。
碳纖維材料雖然具有十分突出的優(yōu)點(diǎn)，但也要注意以下幾個(gè)問題，一是進(jìn)口碳纖維布產(chǎn)品價(jià)格比較昂貴，而國內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量性能還存在著一定的問題。例如材料的勻質(zhì)性較差導(dǎo)致受力不均，碳纖維片預(yù)浸樹脂含量過高，碳纖維斷絲率過高，樹脂質(zhì)量也欠佳，這些都影響補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量；二是對(duì)于一些特殊構(gòu)件，加固理論還不成熟。
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隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、人們對(duì)生活品質(zhì)要求的不斷提高，結(jié)構(gòu)加固的重要性日益凸顯而出。近年來，我國結(jié)構(gòu)加固行業(yè)受到了高度的重視，新型加固技術(shù)與加固材料也在不斷涌現(xiàn)。碳纖維布加固與粘鋼加固，是如今加固技術(shù)中受矚目的兩種方法，二者在諸多方面都有相似之處，那么在實(shí)際的應(yīng)用之中，能否互相替換呢？
碳布與粘鋼的相似之處，可以從適用范圍上說起。碳布與粘鋼同樣可用于受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件與受拉構(gòu)件，例如在梁底粘貼碳布或者鋼板，均可提高結(jié)構(gòu)承載力，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。另外，從原理上來看，碳布與粘鋼都是利用結(jié)構(gòu)膠將碳布或鋼板粘貼至混凝土基材上，令加固材料與基材形成整體共同受力。
從施工流程看，碳布與粘鋼也十分相似。兩種方法都受結(jié)構(gòu)膠影響較大，若結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量不合格，加固材料會(huì)與基材剝離，產(chǎn)生安全隱患甚至造成事故。同時(shí)兩種方法加固前均需要卸載，未進(jìn)行卸載或卸載不徹底都會(huì)產(chǎn)生二次受力，造成加固材料受力滯后。除此之外包括表面處理、施工溫度等都有高度的重合。
事實(shí)上，碳纖維布與鋼板在結(jié)構(gòu)加固中起到的作用，可以等同為增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的配筋率。因此，在一定程度上，碳纖維布加固與粘鋼加固可以相互替換。按照規(guī)范中要求的設(shè)計(jì)值，我們可以進(jìn)行簡單的對(duì)比，規(guī)范中I級(jí)300g碳布重要構(gòu)件的設(shè)計(jì)值為1600MPa，Q235鋼板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取215MPa，也就是說，在材料寬幅相同的情況下，可以大體認(rèn)為厚度1mm碳纖維布與厚度8mm鋼板加固效果相似。
如果僅憑借上面的結(jié)果，就認(rèn)為碳布加固效果遠(yuǎn)高于粘鋼，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。強(qiáng)度等級(jí)不同的碳纖維布厚度也不相同，加固中采用的I級(jí)300g碳布也不過0.167mm。雖然碳纖維布加固中存在多層加固的情形，但多不允許超過四層且從第二層起加固效果就會(huì)發(fā)生折減，與5mm厚鋼板的加固效果相比還是存在差距的。
上述對(duì)比情況是出于理想的角度，若想實(shí)際替換，則還需要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算求證。碳布與粘鋼的替換還有很多需要考慮的事宜，二者彈性模量相近，抗拉強(qiáng)度卻相差較高，因此若要充分發(fā)揮碳纖維強(qiáng)度，就需要原有結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的變形。因此，當(dāng)原結(jié)構(gòu)卸載不明顯或結(jié)構(gòu)變形較小時(shí)，粘鋼加固要明顯優(yōu)于碳纖維加固。
碳布與粘鋼，適用環(huán)境也不完全形同。碳纖維布除了具有較高的強(qiáng)度之外，耐磨耐腐蝕也是其優(yōu)點(diǎn)之一。從材料自身角度看，碳纖維布不會(huì)銹蝕，對(duì)于長期處于惡劣環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，將是更好的選擇。另外，同規(guī)模的加固工程，粘鋼施工的造價(jià)，可能會(huì)達(dá)到碳布加固的2-3倍，需要引起注意。
綜上所述，碳纖維布加固與粘鋼加固的確能夠替換，前提是經(jīng)過慎重考量且符合實(shí)際要求?？ū咎嵝汛蠹?，加固設(shè)計(jì)、方案的改動(dòng)，一定要經(jīng)由專業(yè)人士設(shè)計(jì)、審核與終確定，切莫隨意而為，忽視結(jié)構(gòu)生命安全。

碳纖維布粘貼技術(shù)由于不需要大型機(jī)具、設(shè)備、現(xiàn)場可任意裁剪，不像鋼板一樣需要專門的切割工具，故其施工工期短，一般比常規(guī)加固及補(bǔ)強(qiáng)方法縮短50%的時(shí)間，故可以節(jié)省大量的施工工期、機(jī)械臺(tái)班費(fèi)、人工費(fèi)。
碳纖維布粘貼技術(shù)的施工工藝相對(duì)比較簡單，但對(duì)施工過程要求較嚴(yán)，對(duì)施工人員的素質(zhì)要求較高。在實(shí)際施工中應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面的質(zhì)量控制：
01
加固必須遵循先加固后加載的原則進(jìn)行，必要時(shí)須進(jìn)行卸載處理（由設(shè)計(jì)人員驗(yàn)算確定）。
02
鋼筋混凝土構(gòu)件表面的處理程度將直接影響加固質(zhì)量效果。要求打磨平整直到露出新混凝土面。轉(zhuǎn)角粘貼處必須打磨成圓弧狀（R≥20mm），因?yàn)橹苯翘帟?huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而影響其強(qiáng)度發(fā)揮。打磨完成后用壓縮空氣將灰塵吹凈。
涂底膠前，再用丙酮或酒精刷洗一遍，保證粘結(jié)面的清潔干凈，使得碳纖維與鋼筋混凝土構(gòu)件有一個(gè)良好粘結(jié)，形成一個(gè)有效復(fù)合體。表面污物浮漿沒去除干凈或不夠平整、錯(cuò)臺(tái)的，將嚴(yán)重影響碳纖維布復(fù)合層與混凝土之間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度，直接影響施工質(zhì)量和加固效果。
04
碳纖維布一定要用碳纖維浸漬膠浸透，盡可能讓粘接劑充分滲入碳纖維單絲之間的空隙中，提高各單絲之間的共同工作性能。
按規(guī)定要求嚴(yán)格控制浸漬膠配制的比例，并攪拌至色澤均勻。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境溫度決定樹脂膠的拌合量，并按要求控制使用時(shí)間。
碳纖維布粘貼技術(shù)由于具有許多優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益，被廣泛地應(yīng)用于建筑物、隧道、橋梁、涵洞及地下結(jié)構(gòu)工程等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固工程中。由于采用了碳纖維布粘貼技術(shù)，有效提高原有結(jié)構(gòu)的承載能力、不增加構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸、施工方便、其綜合經(jīng)濟(jì)性能相當(dāng)顯著、大大的縮短工期等具有較大優(yōu)勢，隨著整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種技術(shù)必將成為未來鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的主流。