碳素纖維在具有高強(qiáng)度，高彈性率的同時(shí)，更擁有自重，輕和耐久性的特征。從早航空、宇宙關(guān)聯(lián)器材的應(yīng)用開(kāi)始，到體育用品和機(jī)械產(chǎn)業(yè)的用途，近年，作為混凝土構(gòu)造物補(bǔ)強(qiáng)材料的替代品，被廣泛應(yīng)用在高速公路、鐵道橋和橋的橋墩、隧道、建筑物的抗震補(bǔ)強(qiáng)工事中。
碳纖維加固布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，通常采用12K碳纖維絲織造。高強(qiáng)度，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)建自重及截面尺寸。適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)形狀的加固修補(bǔ)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。施工便捷，無(wú)需大型機(jī)具設(shè)備，沒(méi)有濕作業(yè)，無(wú)需動(dòng)火，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)備，施工占用場(chǎng)地少，施工工效高。高耐久，由于不會(huì)生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用。
土木建筑，橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補(bǔ)強(qiáng)材料:碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套膠粘劑共同使用，可構(gòu)成完整的性能的同固碳纖維布材增強(qiáng)體系。該體系適用于梁、 柱、板、隧道、圓形、弧等。
眾所周知，建筑加固用的碳纖維布擁有很高的強(qiáng)度，加固效果的好壞與碳纖維布和混凝土基材的粘結(jié)性能密切相關(guān)。由于各種原因，碳纖維加固常常發(fā)生剝離破壞，此時(shí)，碳纖維布的應(yīng)力并未達(dá)到其抗拉強(qiáng)度，甚至還在較低的水平上，因而其高強(qiáng)性能得不到發(fā)揮。這種破壞很突然，屬于脆性破壞，發(fā)生這種破壞導(dǎo)致碳纖維布的加固效果大幅下降。
粘貼碳纖維布時(shí)如果不施加錨固措施，通常在集中力作用附近出現(xiàn)裂縫后很快就會(huì)產(chǎn)生剝離破壞的發(fā)生，這個(gè)時(shí)候碳纖維布的應(yīng)力往往很低。
為此，采用U型錨固的方式來(lái)組織結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展，推遲碳纖維布的剝離破壞，提高碳纖維布的應(yīng)力。同時(shí)，U型錨固還可以提高梁的抗剪能力，在板中，垂直于縱向加固碳纖維布方向的壓條可以分擔(dān)荷載，提高抗剝離能力。
注意，密布U型錨固的形式有助于提高碳纖維布的應(yīng)力位，從而提高構(gòu)件的加固效果。但如果U型錨固間距過(guò)密，則不利于碳纖維布沿長(zhǎng)度方向的應(yīng)力傳遞，會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，碳纖維布提早破壞。因此，在加固時(shí)，建議U型錨固的間距大于300mm。
粘貼碳纖維布用膠粘劑的性能同樣對(duì)碳纖維布的應(yīng)力發(fā)揮起著重要的作用。因此，工程中使用的加固材料通過(guò)可靠的安全鑒定和質(zhì)量認(rèn)證，是保障加固成功的關(guān)鍵問(wèn)題之一。嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)范進(jìn)行選材和施工也是防止剝離破壞的一個(gè)重要方面。
采用U型錨固、纖維鉚釘、改善膠粘劑的性能均可以推遲碳纖維布剝離破壞的發(fā)生，提高碳纖維布應(yīng)力發(fā)揮程度，從而提高構(gòu)件的加固效果。除此之外，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量、粘貼碳纖維布的層數(shù)及構(gòu)件表面處理等也是抗拒剝離的可行措施。

碳纖維加固法是現(xiàn)代新型加固技術(shù)的一種，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固中占有很大的比重，而且由于其自身操作的便捷性，碳纖維布越來(lái)越盛行。當(dāng)客戶在選擇碳纖維布時(shí)會(huì)直接看到碳纖維布本身，會(huì)對(duì)碳纖維材料的優(yōu)質(zhì)做出直觀的判斷，那么，碳纖維布有哪些隱藏的性能方面的優(yōu)勢(shì)？悍馬加固為您總結(jié)了以下八點(diǎn)：
1.碳纖維材料本身相對(duì)比強(qiáng)度高、重量輕，加固施工后基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)的外型尺寸，同時(shí)基本不增加原結(jié)構(gòu)自重；
2.碳纖維加固施工工藝流程簡(jiǎn)單，施工工期短、效率高。
3.碳纖維自身彈性模量高，加固后對(duì)溫度裂縫、銹脹裂縫等細(xì)微變形控制效果較好。
4.碳纖維加固幾乎不用外物加壓，對(duì)混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有破壞。
5.采用碳纖維加固法加固施工后，裝飾施工時(shí)無(wú)須處理界面，只在碳纖維片材施工較后工序時(shí)灑砂粘貼即可。
6.碳纖維加固雙層或三層粘貼時(shí)，因自身厚度較薄，幾乎沒(méi)有因厚度增加的剪力力矩影響，所以加固效果較好。
7.碳纖維布材因其材料自身的柔韌性、可纏繞性，對(duì)狹窄工作面的加固施工加固效果獨(dú)特。
8.碳纖維加固可以減少很多不必要的人力物力跟財(cái)力，還能節(jié)省很多一部分的施工時(shí)間。
無(wú)論是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)，或是建筑加固、公路橋梁加固，碳纖維布都能夠利用其自身的高強(qiáng)性能為結(jié)構(gòu)本身帶來(lái)意想不到的加固效果。悍馬也相信，隨著碳纖維布在工程加固領(lǐng)域的推廣，其會(huì)被越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)，進(jìn)而發(fā)揮更大的作用，守護(hù)建筑和生命安全。

碳纖維布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，采用日本碳纖維絲織造?？商峁﹥煞N厚度：0.111mm(200g)和0.167mm(300g)。多種寬度：100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料 與中德新亞公司配套浸漬膠共同使用成為碳纖維復(fù)合材料，可構(gòu)成完整的、性能的碳纖維布片材增強(qiáng)體系, 適用于處理建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)裂縫處理、惡劣環(huán)境服役構(gòu)件修繕、防護(hù)的加固工程，以及體育用品、工業(yè)產(chǎn)品等...
樓板在建筑結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著很重要的職責(zé)，它是一種分隔承重構(gòu)件，是墻、柱水平方向的支撐及聯(lián)系桿件，保持墻柱的穩(wěn)定性，并能承受水平方向傳來(lái)的荷載，再把這些荷載傳給墻、柱，再由墻、柱傳給基礎(chǔ)。
碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是鋼材的10倍左右，壽命超過(guò)50年，加固樓板適用性高。粘貼碳纖維布前，一定要徹底清潔樓板附著物，用丙酮擦拭干凈，保持干燥備用。本著可靠錨固、節(jié)約材料的原則，粘貼碳纖維布的情況應(yīng)酌情而定，一般情況下不宜超過(guò)4層。
采用碳纖維布加固時(shí)，應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。
若不卸荷，加固后，結(jié)構(gòu)成承受的是樓板加活荷載的重力，這時(shí)候張貼碳纖維布，則碳纖維布不承受重力，因此就不能充分發(fā)揮其作用。只有再貼碳纖維布才能受力，達(dá)到加固的目的，一方面也造成了材料的狼費(fèi)。
因此加固前卸荷，碳纖維布才能直接受力，發(fā)揮強(qiáng)大性能。
我們?cè)跇前迳咸砑釉O(shè)備，超過(guò)了樓板的原始承載力，這時(shí)候就需要粘貼碳纖維布加固來(lái)提高結(jié)構(gòu)荷載，達(dá)到當(dāng)前的荷載需求。那么問(wèn)題來(lái)了，采用碳纖維布加固，承載力提高有范圍界限嗎？
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有一個(gè)概念叫“強(qiáng)剪弱彎”，意思就是，使鋼筋混凝土構(gòu)件中與正截面受彎承載能力對(duì)應(yīng)的剪力低于該構(gòu)件斜截面受剪承載能力的設(shè)計(jì)要求，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在發(fā)生受彎破壞前不先發(fā)生剪切破壞，用以改善構(gòu)件自身的抗震性能。
通俗一點(diǎn)的說(shuō)法，受彎破壞是延時(shí)破壞，先表現(xiàn)為有預(yù)兆的開(kāi)裂、下?lián)系?。而受剪破壞是脆性破壞，沒(méi)有預(yù)兆，瞬時(shí)發(fā)生，危險(xiǎn)性更大。所以，我們要人為控制這個(gè)更大的破壞發(fā)生危險(xiǎn)源。
所以，規(guī)定在粘貼碳纖維布加固樓板時(shí)，其正截面受彎承載力提高幅度不應(yīng)超過(guò)40%，不僅是為了控制加固后構(gòu)件的裂縫寬度和變形，更要先驗(yàn)算其受剪承載力，避免因受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。

碳纖維布加固法是將碳纖維布采用與之配套的碳纖維布浸漬膠粘貼于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面，使得碳纖維復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)共同受力，利用碳纖維布自身的抗拉強(qiáng)度大、自重輕等優(yōu)點(diǎn)來(lái)提高構(gòu)件承載能力，使結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、抗裂性和延長(zhǎng)性等性能得到提升。
2000年，河南省建筑科學(xué)研究院率先把碳纖維加固技術(shù)引入我省，并成功地完成了洛三高速某公路橋50米預(yù)應(yīng)力大梁的加固設(shè)計(jì)和施工，填補(bǔ)了我省在該項(xiàng)加固技術(shù)方面的空白。
粘貼碳纖維布加固法常用于加固現(xiàn)澆板、梁和柱等混凝土構(gòu)件，現(xiàn)在我們根據(jù)不同的受力特性，介紹相應(yīng)的加固技術(shù)要點(diǎn)。
受彎構(gòu)件加固可分為正彎矩區(qū)域加固以及負(fù)彎矩區(qū)域，正彎矩區(qū)主要表現(xiàn)為底部受力鋼筋不足以抵抗受力產(chǎn)生的跨中正彎矩，從而導(dǎo)致承載能力不足，負(fù)彎矩不足主要表現(xiàn)為構(gòu)件上部?jī)啥嘶蚣s束端受拉鋼筋不足以抵抗因受力產(chǎn)生的負(fù)彎矩，從而使得承載能力不足。
受彎構(gòu)件正截面加固常見(jiàn)于梁、板構(gòu)件，當(dāng)梁、板構(gòu)件使用荷載增加導(dǎo)致受彎承載能力不足時(shí)，可對(duì)其進(jìn)行加固。可在受彎構(gòu)件的受拉邊混凝土表面上粘貼纖維復(fù)合材料進(jìn)行加固，以此提高受拉區(qū)的抗拉強(qiáng)度，從而提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。
當(dāng)受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力不足時(shí)，應(yīng)將碳纖維布粘貼成垂直于構(gòu)件軸線方向的環(huán)形箍或其他有效的U型箍，不得采用斜向粘貼方式。
混凝土軸心受壓構(gòu)件可采用沿全長(zhǎng)無(wú)間隔地環(huán)向粘貼碳纖維布的方法，即環(huán)向圍束法，對(duì)軸心受壓構(gòu)件正截面承載力進(jìn)行間接加固，其原理與配置螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件相同，通過(guò)環(huán)向約束力作用間接提高正截面抗壓承載能力。
當(dāng)框架柱斜截面受剪承載力不足時(shí)，可將碳纖維布粘貼成環(huán)形箍，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸心垂直。
大偏心受壓構(gòu)件加固
受壓構(gòu)件為大偏心受壓鋼筋混凝土柱時(shí)，當(dāng)受拉區(qū)抗拉承載力不足時(shí)，可將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸心方向一致。
受拉構(gòu)件正截面加固
環(huán)形或其他封閉式鋼筋混凝土受拉構(gòu)件受拉承載能力不足時(shí)，可采用外粘碳纖維布法進(jìn)行加固，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按原構(gòu)件縱向受拉鋼筋的配置方式，將纖維布粘貼于相應(yīng)位置的混凝土表面上，且纖維方向應(yīng)與構(gòu)件受拉方向一致，并處理好圍攏部位的搭接和錨固問(wèn)題。
提高柱延性的加固
鋼筋混凝土柱因延性不足而進(jìn)行抗震加固時(shí)，可采用環(huán)向粘貼碳纖維布形成的環(huán)向圍束作為附加箍筋，從而達(dá)到提高抗震性能得目的。碳纖維布環(huán)向圍束作為柱的附加箍筋來(lái)防止柱的塑鉸區(qū)搭接破壞或提高柱的延性，在震后的修復(fù)加固工程中應(yīng)用較多。
裂縫修補(bǔ)加固
當(dāng)混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫且需要對(duì)裂縫進(jìn)行修復(fù)時(shí)，可先對(duì)裂縫進(jìn)行灌注結(jié)構(gòu)膠或其他材料進(jìn)行裂縫修復(fù)后，再進(jìn)行碳纖維布粘貼。用這種方法能夠有效進(jìn)行裂縫的封閉處理，抑制裂縫擴(kuò)展且同時(shí)達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的目的。
粘貼碳纖維布加固法注意事項(xiàng)
1、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013第10.1.2條規(guī)定被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C15，且混凝土表面的正拉粘接強(qiáng)度不得低于1.5MPa。在實(shí)際工程中，經(jīng)常會(huì)遇到原結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度低于現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)的情況。如果原結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度過(guò)低，它與纖維復(fù)合材的粘接強(qiáng)度也必然會(huì)很低，容易發(fā)生脆性的剝離破壞。因此需同時(shí)滿足基材混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C15以及基材混凝土表面的正拉粘接強(qiáng)度不得低于1.5MPa兩個(gè)指標(biāo)的要求。
2、粘貼碳纖維布加固混凝土構(gòu)件時(shí)，應(yīng)將纖維受力方式設(shè)計(jì)成僅承受拉應(yīng)力作用。
3、本方法不適用于素混凝土構(gòu)件，包括配筋率不符合現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范小配筋率構(gòu)造要求的構(gòu)件的加固。
4、當(dāng)受彎構(gòu)件粘貼的多層纖維布允許截?cái)鄷r(shí)，相鄰兩處纖維布宜按內(nèi)短外長(zhǎng)的原則分層截?cái)?，外層纖維織物的截?cái)帱c(diǎn)宜越過(guò)內(nèi)層截?cái)帱c(diǎn)200mm以上，并應(yīng)在截?cái)帱c(diǎn)加U型箍。
5、當(dāng)加固的受彎構(gòu)件為板、殼、墻和筒體時(shí)，纖維復(fù)合材應(yīng)選擇多條密布的方式進(jìn)行粘貼，每一條帶的寬度不應(yīng)大于200mm，不得使用未經(jīng)裁剪成條的整幅織物滿貼。
6、當(dāng)采用纖維復(fù)合材環(huán)向圍束對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行正截面加固或提高延性的抗震加固時(shí)，環(huán)向圍束的纖維織物層數(shù)，對(duì)圓截面不應(yīng)少于2層，對(duì)正方形和矩形截面柱不應(yīng)少于3層，環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm，纖維織物環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm，且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。