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(jié)構(gòu)（包括橋梁、隧道、水利設施和房建結(jié)構(gòu)），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(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146：2003），作為指導性文件提供了設計施工和質(zhì)量檢驗依據(jù)。而碳纖維片材用于橋梁加固技術(shù)是目前應用較為普遍的技術(shù)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(jié)構(gòu)面會留下不和諧修補“傷疤” 影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)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(jié)構(gòu)技術(shù)，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(jié)構(gòu)的溫縮模量的近似特性，既可提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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(shù)處理與樹脂高溫固化而成。碳纖維分子結(jié)構(gòu)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(shù)指標及其與鋼筋對比如下表：
表1 碳纖維復合筋的技術(shù)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(zhì)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(jié)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(jié)構(gòu)舊混凝土表面黏附良好，使纖維筋與原結(jié)構(gòu)共同受力；（2）穩(wěn)定性好，能有效抑制有害物質(zhì)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(wǎng)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(shù)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(nèi)，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(shù)、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(shù)，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(shù)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(nèi)）預應力加固法”、“碳纖維布加固法”等，這些材料技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)受力和加固效果。現(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(jié)構(gòu)面會留下不和諧修補“傷疤”，影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評價。
由此可見，研究和選擇一種高強、防腐蝕、經(jīng)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(gòu)件混凝土表面去除表面浮漿、油污等雜質(zhì)，并對混凝土構(gòu)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.

粘貼碳纖維布加固與粘鋼加固能否互換？主要是取決于
碳纖維粘貼加固法:碳纖維粘貼加固是指碳纖維材料通過膠粘劑（浸漬樹脂）充分浸潤、固化，完全粘接固定在構(gòu)件表面，形成堅韌的復合層，從而對被加固構(gòu)件起到補強作用。要求被加固構(gòu)件的現(xiàn)場實測混凝土強度等級不低于C15，且混凝土表面的正拉粘接強度不低于1.5MPa。
粘貼在混凝土構(gòu)件表面的碳纖維，不得直接暴露于陽光或有害介質(zhì)中，其表面應進行防護處理。被加固的混凝土結(jié)構(gòu)長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃，如果被加固結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境（如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等）中，除按國家現(xiàn)行有關標準要求采取相應防護措施外，還應采用耐環(huán)境因素作用的膠粘劑，并按專門的工藝要求進行粘貼。
粘鋼加固:亦稱粘貼鋼板加固，是將鋼板采用高性能的環(huán)氧類粘接劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，使鋼板與混凝土形成統(tǒng)一的整體，利用鋼板良好的抗拉強度達到增強構(gòu)件承載能力及剛度的目的。
粘貼碳纖維布加固和粘鋼加固的形式和加固機理比較類似，本質(zhì)上相當于增加構(gòu)件配筋，在抗剪、抗彎加固中一般可以互相替換。
如果碳纖維布抗拉強度設計值取為2000MPa，鋼材(Q235)抗拉強度設計值取為200MPa，可按照0.1mm厚碳纖維布相當于1mm厚鋼板的原則代換。
但應注意以下幾點：碳纖維和鋼材彈性模量基本一致，但碳纖維的抗拉強度是鋼材的10倍左右，所以要充分發(fā)揮加固材料的強度，粘貼碳纖維需要加固構(gòu)件產(chǎn)生更大的形變。也就是說，在小變形情況下，粘貼碳纖維加固應力滯后顯著，所以當構(gòu)件承載力相差較多時，應優(yōu)先選用粘鋼加固；
碳纖維和鋼材彈性模量基本一致，達到同樣的力值，鋼材截面要大的多，所以粘鋼加固提高構(gòu)件鋼度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說，若補充同樣的抗彎能力，構(gòu)件粘鋼加固的撓度、裂縫寬度小于粘碳纖維加固的；
鋼板上可以焊接錨筋，也可鉆孔設植筋錨固，所以粘鋼加固的錨固方式較粘碳纖維靈活；
碳纖維輕、薄，不需要大型施工機械，運輸儲存、施工簡便，同樣工程量，粘貼碳纖維施工工期約是粘鋼的40%。碳纖維和鋼材相比，屬惰性材料，不銹蝕，也不易被有害介質(zhì)腐蝕，在惡劣環(huán)境下耐久性好。
碳纖維具有柔韌性，能夠包裹復雜外形的構(gòu)件，并非很光滑的結(jié)構(gòu)建筑的鋼筋表面基本有效粘貼率也可以達到100%，粘貼鋼板是很難達到100%有效的粘貼面，相應的驗收標準僅僅是達到70%。

詳解碳纖維布加固施工過程中不容小覷的4個細節(jié)
說到建筑物的加固施工，大家現(xiàn)在對其的了解都比較多，目前我們常用的加固方法有碳纖維加固法、混凝土加固法、粘鋼加固法等，不同的加固方法優(yōu)勢不同，對施工環(huán)境也有不同的要求，在多種加固方法中，由于碳纖維加固方式具有很多優(yōu)點，目前在建筑工程中的應用頻率也較高，碳纖維布是一種優(yōu)質(zhì)的加固材料，使用碳纖維布加固施工時，也有很多需要注意的細節(jié)問題，今天小編就來帶著大家一起詳細的了解下。
一、對施工環(huán)境的要求
雖然碳纖維材料能夠在惡劣的條件下施工，不過，為了保證加固施工的效果，我們對施工環(huán)境還是要重視起來的，一般情況下，對施工溫度的要求并不是太高，施工現(xiàn)場的溫度不能低于5度，否則需要進行加溫處理，如果施工溫度長期低于5度，需要暫時停止施工，以免影響到加固效果。
二、加固后的養(yǎng)護工作
自然養(yǎng)護的時間是24小時，要保證加固的部位不受外力的干擾和沖擊，如果是室外施工，還需要保證加固部位不能淋雨，施工結(jié)束后，加固部位養(yǎng)護5天的時間就可以投入使用了。
三、施工安全的具體要求
1、裁剪碳纖維布時，需要遠離明火和電源；
2、碳纖維布材料的儲存環(huán)境應該選擇在密封的環(huán)境中，切忌要遠離明火，還需要避免陽光的照射；
3、在配制結(jié)構(gòu)膠時，需要在通風良好的環(huán)境中配制；
4、施工現(xiàn)場需要配備滅火器，以免發(fā)生安全事故時，能夠及時施救；
5、施工人員只要進場就要佩戴安全帽，穿著工作服，對于有煙癮的施工人員來說，在施工現(xiàn)場，不能攜帶打火機和進場，以免引發(fā)火災。
四、施工現(xiàn)場的詳細記錄
一般情況下，大型工程都有專門的記錄人員，為了避免施工材料的浪費使用，對于每道加固工序使用的加固材料數(shù)量都需要詳細記錄在冊，對于短缺的材料也需要記錄并及時上報。

碳纖維布加固時應該怎樣粘貼
在碳纖維布加固的施工過程中有一項很重要的工藝就是粘貼碳纖維布，粘貼的好壞直接影響到施工的質(zhì)量，那么如何粘貼才能保證碳纖維布加固的效果呢？
在粘貼碳纖維布之前，應確認粘貼表面干燥，如潮濕環(huán)境施工可選用南京曼卡特水下碳纖維布。粘貼時，纖維片縱向接頭必須搭接10cm以上，該部位應多涂粘結(jié)樹脂，纖維布橫向不需要搭接。
1.按設計規(guī)定尺寸剪裁碳纖維布，嚴禁斜切碳布，并防止出現(xiàn)拉絲的現(xiàn)象。裁剪的數(shù)量應保證在當天用完，避免浪費，剪裁成型的碳纖維布應注意防止受損。
2.按粘結(jié)樹脂的主劑和固化劑應按比例稱量準確，裝入容器，用攪拌器均勻攪拌。一次調(diào)和量應以在可使用時間內(nèi)用完為標準，并應防止灰塵等雜質(zhì)混入。
3.粘貼碳纖維布前應對混凝土表面再次擦拭，確保粘貼面無粉塵。用滾筒刷將浸漬膠均勻涂刷于被粘貼部位，在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。粘貼時，在碳纖維布和樹脂之間不應留有空氣。
4.粘貼碳纖維布時，放卷用力適度，將碳布拉緊對齊后粘貼，從中間向兩側(cè)進行粘貼，避免產(chǎn)生氣泡。
5.用塑料刮板或滾筒在碳纖維布表面反復滾壓，直至膠料滲出，滾壓時應沿同一方向，不宜在一個部位反復滾壓揉搓。碳纖維布外表面也需均勻涂抹浸漬膠，反復滾壓，使浸潤膠雙向充分浸潤碳纖維布。
6.多層粘貼時，應在碳纖維布表面指觸干燥后，立即進行下一層的粘貼。如延誤時間超過1h，應等12h后，再涂刷浸漬膠粘貼下一層。
看到這里，相信大家都了解了粘貼碳纖維布的工藝和粘貼中的注意事項，優(yōu)質(zhì)的原材料還需要良好的施工工藝，SKO建筑加固平臺特旨在提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，從源頭保證工程質(zhì)量。