隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展、人們對生活品質(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，那么在實際的應用之中，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，達到加固補強的目的。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，加固材料會與基材剝離，產(chǎn)生安全隱患甚至造成事故。同時兩種方法加固前均需要卸載，未進行卸載或卸載不徹底都會產(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)范中要求的設計值，我們可以進行簡單的對比，規(guī)范中I級300g碳布重要構(gòu)件的設計值為1600MPa，Q235鋼板的設計強度取215MPa，也就是說，在材料寬幅相同的情況下，可以大體認為厚度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，就認為碳布加固效果遠高于粘鋼，那就大錯特錯了。強度等級不同的碳纖維布厚度也不相同，加固中采用的I級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。
上述對比情況是出于理想的角度，若想實際替換，則還需要進行詳細的計算求證。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，抗拉強度卻相差較高，因此若要充分發(fā)揮碳纖維強度，就需要原有結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的變形。因此，當原結(jié)構(gòu)卸載不明顯或結(jié)構(gòu)變形較小時，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度之外，耐磨耐腐蝕也是其優(yōu)點之一。從材料自身角度看，碳纖維布不會銹蝕，對于長期處于惡劣環(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，可能會達到碳布加固的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際要求?？ū咎嵝汛蠹?，加固設計、方案的改動，一定要經(jīng)由專業(yè)人士設計、審核與終確定，切莫隨意而為，忽視結(jié)構(gòu)生命安全。

碳纖維布及浸漬膠該如何選擇
對于從事結(jié)構(gòu)加固的施工人員，粘貼碳布其實并不陌生，但如何選擇好的碳布和浸漬膠是一件令人極其的事情。市面上眾多品牌的碳布浸漬膠魚龍混雜，令人頭暈目眩的同時看起來似乎都沒什么區(qū)別。然而不同的產(chǎn)品卻存在較大的價格差異，部分工程由于采用了價格低廉的劣質(zhì)產(chǎn)品導致加固失效也常有發(fā)生，那么，怎樣在眾多廠家中辨識出的碳布和浸漬膠呢。
1、首先確定碳布和配套浸漬膠的等級
首先我們要知道碳纖維布有一級300g、一級200g、二級300g和二級200g四種規(guī)格，配套浸漬膠有A級和B級兩種等級。有些圖紙設計說明直接就會給出碳布和膠的等級規(guī)格，例如設計說明中明確提出碳布采用一級300g，配套浸漬膠采用A級膠。那我們就可以直接跟材料廠家說明規(guī)格等級就可以了。如果設計說明沒有明確提出碳布和膠的等級規(guī)格，我們可以根據(jù)材料幾項關(guān)鍵性能參數(shù)進行判斷材料規(guī)格等級。例如提到碳布抗拉強度≥3400MPa、彈性模量230GPa、伸長率1.6%，那我們就可以確定碳布等級為一級，抗拉強度≥3000MPa、彈性模量200GPa，伸長率1.5%，說明碳布等級為二級；可以根據(jù)碳布厚度確定碳布的克數(shù)，厚度為0.167mm，碳布為300g/㎡，厚度為0.111mm，碳布為200g/㎡；膠體抗拉強度≥38MPa，彈性模量≥2400MPa，伸長率為1.5%說明為A級膠；若膠體抗拉強度≥30MPa，彈性模量≥1500MPa，伸長率為1.5%說明為B級膠。
2、檢查檢測報告是否齊全
首先涉及到結(jié)構(gòu)安全的加固材料必須通過安全性鑒定，若圖紙要求設計年限是30年一定得檢查浸漬膠安全性鑒定報告中是否有耐濕熱老化這項檢測，若圖紙要求設計年限是50年，還需要檢查浸漬膠耐長期應力的檢測；其次要檢查浸漬膠的無毒檢測報告。無毒檢測報告有一個是檢測苯、二等有毒物質(zhì)含量的檢測報告，如果產(chǎn)品有該報告則說明浸漬膠不會揮發(fā)出或者揮發(fā)出很少的有害氣體。另一個無毒是針對小白鼠和白兔的喂食和皮膚涂抹，如果該產(chǎn)品有該報告則說明浸漬膠對人體皮膚基本沒有性?？ū窘n膠通過了全項的安全性鑒定報告的檢測，并且也通過了無毒檢測報告，是國內(nèi)檢測報告為齊全的生產(chǎn)廠家。
3、觀察產(chǎn)品外觀以及施工體驗性
當碳布和浸漬膠進場時，檢查碳布外觀是否有明顯的不平整現(xiàn)象。在施工過程中感受膠體是否好用，膠體如果太稠則會導致施工人員施工體驗性不好，并且膠體很難充分浸透碳布，達到的加固效果，若果膠體太稀，又會導致浸漬膠流淌，影響粘接效果。
了解廠家規(guī)模以及技術(shù)能力
如果廠家規(guī)模太小，生產(chǎn)能力就會有問題，會導致供貨不及時?？ū緭碛?條碳布機，兩條結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)線，碳布年產(chǎn)量可達100萬平以上，結(jié)構(gòu)膠年產(chǎn)量可到萬噸以上。并且常規(guī)產(chǎn)品常年有存貨，定制產(chǎn)品也會及時生產(chǎn)，保證以快的速度來響應客戶一切的合理要求。并且卡本擁有專門的研發(fā)部和技術(shù)部，擁有技術(shù)人員三十多人，占全體員工近三分之一，如果現(xiàn)場出現(xiàn)問題，技術(shù)人員會馬上進行電話溝通，如果電話溝通解決不了問題，我們會派技術(shù)人員去現(xiàn)場進行處理解決問題。
結(jié)構(gòu)安全無小事，在加固材料的選購上更是體現(xiàn)得淋漓盡致。加固材料是結(jié)構(gòu)加固中對安全影響的因素，因此在選購中，我們一定要仔細篩選、謹慎決定，防止一時疏忽，留下安全隱患。

碳纖維布粘貼技術(shù)由于不需要大型機具、設備、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)加固及補強方法縮短50%的時間，故可以節(jié)省大量的施工工期、機械臺班費、人工費。
碳纖維布粘貼技術(shù)的施工工藝相對比較簡單，但對施工過程要求較嚴，對施工人員的素質(zhì)要求較高。在實際施工中應特別注意以下幾個方面的質(zhì)量控制：
01
加固必須遵循先加固后加載的原則進行，必要時須進行卸載處理（由設計人員驗算確定）。
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），因為直角處會導致應力集中，從而影響其強度發(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)件有一個良好粘結(jié)，形成一個有效復合體。表面污物浮漿沒去除干凈或不夠平整、錯臺的，將嚴重影響碳纖維布復合層與混凝土之間的正拉粘結(jié)強度，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)場的實際環(huán)境溫度決定樹脂膠的拌合量，并按要求控制使用時間。
碳纖維布粘貼技術(shù)由于具有許多優(yōu)點，且具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益，被廣泛地應用于建筑物、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)濟性能相當顯著、大大的縮短工期等具有較大優(yōu)勢，隨著整個社會經(jīng)濟的發(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。

碳纖維布輕質(zhì)高強、適用面廣、施工方便快捷等優(yōu)點不言而喻，因而碳纖維布加固法作為一種新型的、技術(shù)含量高的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，在加固領(lǐng)域得到廣泛應用，具有很大的推廣價值和社會經(jīng)濟效益。本文將碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的幾種加固技術(shù)進行了分析，并且全面闡述了碳纖維加固的優(yōu)點和在工程應用中需注意的幾點不足。另外，本文還將碳纖維布加固與粘鋼加固進行對比換算，并提出在不同條件下選用不同加固方案。
目前，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)己成為現(xiàn)代建筑、構(gòu)筑物常用的結(jié)構(gòu)形式，成為我國乃至世界各國占主導地位的建筑結(jié)構(gòu)，在我國經(jīng)濟建設中發(fā)揮著不可代替的作用。因此，確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全使用具有重大的現(xiàn)實意義。但是由于自然災害、年久失修以及人為因素、荷載等級提高和設計規(guī)范修訂等原因?qū)е陆ㄖY(jié)構(gòu)承載力不足，影響正常使用和安全運行，須對其進行加固處理；加之一些結(jié)構(gòu)工程中混凝土的質(zhì)量不盡理想，致使加固維修問題更為突出，己成為經(jīng)濟建設的沉重負擔并制約了進一步的發(fā)展。
加固改造具有三個突出的優(yōu)點：投資少、工期短、省空間，這些都會帶來顯著的經(jīng)濟效益，特別是時間和空間的節(jié)省，對工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動來講，在效益方面往往起著決定性的作用。對承載力不足的工程結(jié)構(gòu)進行修復加固，不僅可以使的生命及財產(chǎn)得到保障，還可以盡可能地發(fā)揮既有結(jié)構(gòu)的作用，緩解人力、物力、資金緊張的情況，使資金投到需要的地方。
碳纖維增強塑料（Carbon Fiber Reinforced Plastics，下稱CFRP,常以碳纖維布的形式出現(xiàn)），具有優(yōu)異的物理力學性能、耐久性及抗腐蝕性等特點。該材料是在日本發(fā)明的，早應用于航空航天，國外早對纖維加固修復混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進行研究的是德國IBMB研究院和瑞士的EMPA實驗室，日本、韓國和美國緊隨其后，碳纖維塑料對鋼筋混凝土進行修復加固在發(fā)達國家已成為一項成熟技術(shù)②。
與傳統(tǒng)加固方法比較，碳纖維增強塑料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在③：
1）強度高、延性好
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學性質(zhì)，抗拉強度2500-4500MPa（是普通鋼材的10倍左右），彈性模量是普通鋼材的1-2倍。以其強度來提高承載力，以其高彈性模量來改善結(jié)構(gòu)的延展性，從而達到加固的目的。
2）耐久性和耐腐蝕性好
由于其固有的化學特性，致使碳纖維布能夠抵抗一般酸堿鹽的腐蝕，有良好的耐腐蝕性和耐久性，而且其本身還可以起到對內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的保護作用，間接增加了混凝土保護層，從而達到雙重效果。
3）不增加構(gòu)件的自重及體積
碳纖維布質(zhì)量輕，厚度薄，粘貼后基本不增加結(jié)構(gòu)自重和尺寸，不影響建筑物的有效使用空間和外觀。
4）適用面廣
碳纖維布是一種柔性材料，可以方便地裁剪，所以這種加固技術(shù)可以廣泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型（如橋梁、隧道、涵洞、煙囪等）、各種結(jié)構(gòu)形狀（如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等）、各種結(jié)構(gòu)部位（梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼等），且不改變結(jié)構(gòu)形狀及不影響結(jié)構(gòu)外觀，這是傳統(tǒng)加固方法所不具有的。
5）施工便捷高效
碳纖維布加固，無大型機具，沒有濕作業(yè)，占用場地少。施工工效高，粘貼碳纖維法是粘貼鋼板施工工效的4-5倍。施工質(zhì)量易保證，碳纖維預浸料輕質(zhì)柔軟，易貼附，即使被加固的結(jié)構(gòu)表面不是非常平整，也可以保證很高的粘貼率。
碳纖維布的這些特點，為建筑結(jié)構(gòu)的加固提供了技術(shù)支持，決定了碳纖維加固技術(shù)具有很大的經(jīng)濟價值和社會效益。
現(xiàn)代建筑中，粘鋼加固和碳纖維加固應用較多，此處將兩種加固方法進行對比：
碳纖維布輕質(zhì)高強，厚度為0.111-0.167mm，抗拉強度高，為普通鋼材的8-10倍，但各向異性，即抗拉強度高但抗剪強度低；施工更為簡便，施工速度為粘鋼的2-3倍。
鋼板的物理力學性能為各項同性，受力性能好；施工時需夾具和施工機具， 施工工序和施工操作性較碳纖維布復雜。
下表中，我們對碳纖維布與鋼板進行換算，通過分析得出：
對于普通小荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其補強所需面積較小，粘貼碳纖維布1-2層即可滿足要求時，優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固，其經(jīng)濟性和施工操作性優(yōu)勢明顯：而當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件補強所需面積較大時，即粘貼碳纖維布超過2-3層時，優(yōu)先選用粘鋼加固方案，可大幅提高結(jié)構(gòu)的承載力或受力性能，并取得良好的經(jīng)濟性。
隨著我國經(jīng)濟建設地迅猛發(fā)展，各類建筑結(jié)構(gòu)的適用性和安全性被廣泛關(guān)注，如何在確保安全的前提下，低投資帶來高回報，成為新時代的焦點。以醫(yī)院等公共建筑為例，新的醫(yī)療設備或者結(jié)構(gòu)功能調(diào)整，對原有結(jié)構(gòu)提出了需求，如何在短的時間內(nèi)達到要求，盡可能減少對社會的損失，都值得我們認真思考。
碳纖維布具有強度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點，在建筑加固中具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進步，新的加固材料、新的加固技術(shù)，必將為建設注入新的色彩。