碳纖維布越來(lái)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(méi)有系統(tǒng)的檢驗(yàn)工程質(zhì)量，給日后的安全問(wèn)題造成隱患。那碳纖維布施工之后應(yīng)如何檢測(cè)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(cè)步驟。
一般來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的錘擊法來(lái)檢測(cè)碳纖維布的粘貼質(zhì)量，通過(guò)對(duì)每一寸的碳纖維布進(jìn)行錘擊，檢測(cè)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(shuō)明碳纖維布與混凝土沒(méi)有完全貼合，沒(méi)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(shuō)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(lái)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(kù)泄洪洞加固施工僅用時(shí)4 d，投資4 萬(wàn)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(zhǎng)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(kāi)工，于2003 年1 月25 日基本完工。經(jīng)過(guò)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(guò)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(wèn)題，一是進(jìn)口碳纖維布產(chǎn)品價(jià)格比較昂貴，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量性能還存在著一定的問(wèn)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(shù)脂含量過(guò)高，碳纖維斷絲率過(guò)高，樹(shù)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(lái)，我國(guó)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(shuō)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(lái)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(jiǎn)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(shuō)，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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(guò)慎重考量且符合實(shí)際要求。卡本提醒大家，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。

碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)、適用面廣、施工方便快捷等優(yōu)點(diǎn)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(yīng)用，具有很大的推廣價(jià)值和社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jìn)行了分析，并且全面闡述了碳纖維加固的優(yōu)點(diǎn)和在工程應(yīng)用中需注意的幾點(diǎn)不足。另外，本文還將碳纖維布加固與粘鋼加固進(jìn)行對(duì)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(guó)乃至世界各國(guó)占主導(dǎo)地位的建筑結(jié)構(gòu)，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(shí)意義。但是由于自然災(zāi)害、年久失修以及人為因素、荷載等級(jí)提高和設(shè)計(jì)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(yùn)行，須對(duì)其進(jìn)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(wèn)題更為突出，己成為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的沉重負(fù)擔(dān)并制約了進(jìn)一步的發(fā)展。
加固改造具有三個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：投資少、工期短、省空間，這些都會(huì)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，特別是時(shí)間和空間的節(jié)省，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動(dòng)來(lái)講，在效益方面往往起著決定性的作用。對(duì)承載力不足的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固，不僅可以使的生命及財(cái)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(qiáng)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(xué)性能、耐久性及抗腐蝕性等特點(diǎn)。該材料是在日本發(fā)明的，早應(yīng)用于航空航天，國(guó)外早對(duì)纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究的是德國(guó)IBMB研究院和瑞士的EMPA實(shí)驗(yàn)室，日本、韓國(guó)和美國(guó)緊隨其后，碳纖維塑料對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)加固在發(fā)達(dá)國(guó)家已成為一項(xiàng)成熟技術(shù)②。
與傳統(tǒng)加固方法比較，碳纖維增強(qiáng)塑料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在③：
1）強(qiáng)度高、延性好
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性質(zhì)，抗拉強(qiáng)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(qiáng)度來(lái)提高承載力，以其高彈性模量來(lái)改善結(jié)構(gòu)的延展性，從而達(dá)到加固的目的。
2）耐久性和耐腐蝕性好
由于其固有的化學(xué)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(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用，間接增加了混凝土保護(hù)層，從而達(dá)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(diǎn)、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(wú)大型機(jī)具，沒(méi)有濕作業(yè)，占用場(chǎng)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(yù)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(diǎn)，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(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。
現(xiàn)代建筑中，粘鋼加固和碳纖維加固應(yīng)用較多，此處將兩種加固方法進(jìn)行對(duì)比：
碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)，厚度為0.111-0.167mm，抗拉強(qiáng)度高，為普通鋼材的8-10倍，但各向異性，即抗拉強(qiáng)度高但抗剪強(qiáng)度低；施工更為簡(jiǎn)便，施工速度為粘鋼的2-3倍。
鋼板的物理力學(xué)性能為各項(xiàng)同性，受力性能好；施工時(shí)需夾具和施工機(jī)具， 施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。
下表中，我們對(duì)碳纖維布與鋼板進(jìn)行換算，通過(guò)分析得出：
對(duì)于普通小荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其補(bǔ)強(qiáng)所需面積較小，粘貼碳纖維布1-2層即可滿足要求時(shí)，優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固，其經(jīng)濟(jì)性和施工操作性優(yōu)勢(shì)明顯：而當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)所需面積較大時(shí)，即粘貼碳纖維布超過(guò)2-3層時(shí)，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(jì)性。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(lái)高回報(bào)，成為新時(shí)代的焦點(diǎn)。以醫(yī)院等公共建筑為例，新的醫(yī)療設(shè)備或者結(jié)構(gòu)功能調(diào)整，對(duì)原有結(jié)構(gòu)提出了需求，如何在短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到要求，盡可能減少對(duì)社會(huì)的損失，都值得我們認(rèn)真思考。
碳纖維布具有強(qiáng)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(diǎn)，在建筑加固中具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進(jìn)步，新的加固材料、新的加固技術(shù)，必將為建設(shè)注入新的色彩。

碳纖維布加固在混凝土修補(bǔ)體現(xiàn)了很多的影響力，不僅能夠使CFRP高強(qiáng)特性得到提早表現(xiàn)，還在二次受力之前就有較大的應(yīng)變，然后有效減小乃至消除CFRP片材應(yīng)變滯后的景象，到達(dá)非常好的加固效果。
預(yù)應(yīng)力發(fā)生的反向彎矩，可抵消一部分初始荷載的影響，進(jìn)步運(yùn)用期間的承載力，使構(gòu)件華夏有裂縫寬度減小乃至閉合，并約束新裂縫的呈現(xiàn)，然后進(jìn)步構(gòu)件的剛度，減小原構(gòu)件的撓度，改進(jìn)運(yùn)用期間的功能。
碳纖維的變形=初始變形+荷載致使的變形，而對(duì)應(yīng)這兩部分變形的膠粘劑剪切變形又別離散布于構(gòu)件的兩頭和跨中區(qū)域，使得膠粘劑的剪切變形散布更為均勻，可有效防止粘結(jié)損壞。
(1)化學(xué)功能穩(wěn)定。碳纖維對(duì)溫度具有杰出的適應(yīng)性，對(duì)酸性、堿性，鹽也有杰出抗性，并且抗紫外線和防水等方面功能也比較好。
(2)具有較高的強(qiáng)度。比重僅為鋼材的四分之一，它的碳纖維拉伸強(qiáng)度卻為鋼材的7～10倍，在對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)過(guò)程中，碳纖維布強(qiáng)度高、模量?jī)?yōu)良的物理功能能夠得到極好的使用，然后能夠進(jìn)步構(gòu)造及構(gòu)件的承載力和延性。
(3)施工簡(jiǎn)略。用碳纖維加固不需求大型東西，占用施工場(chǎng)地少，并且不必濕作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用時(shí)根據(jù)尺度需求能夠選用剪刀或刀片裁剪，其施工工效是張貼鋼板工效的4～8倍。
(4)適用范圍廣。碳纖維布能夠根據(jù)需求恣意裁剪，不只不改變構(gòu)造形狀，并且不影響構(gòu)造外觀，所以被廣泛使用于不相同構(gòu)造類型。
在20世紀(jì)80年代初，日本人就敞開(kāi)了碳纖維技能在加固技能中的使用，專門(mén)研討開(kāi)展修正加固新技能，把碳纖維布像貼鋼板相同貼到混凝土上。機(jī)構(gòu)組織協(xié)調(diào)，制造商們研發(fā)資料，工程公司進(jìn)行運(yùn)用研討，迅速地將這門(mén)技能運(yùn)用到工程實(shí)踐中。1991年，瑞士首要進(jìn)行橋梁碳纖維加固試驗(yàn)研討，并在同年7月成功用于伊橋的加固工程。1995年神戶大地震后日本的碳纖維加固混凝土技能迅速開(kāi)展。到1997年，英國(guó)至少有30座橋梁選用了碳纖維加固。
專家GangaRao等進(jìn)行了三面包裹碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁的抗彎試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)。結(jié)果表明：張貼碳纖維的混凝土試件在溫度、濕度、氣候的改變和化學(xué)腐蝕下能夠堅(jiān)持杰出的作業(yè)功能，梁的極限強(qiáng)度和剛度都有進(jìn)步，進(jìn)步程度和碳纖維的張貼量有關(guān)，有損害試件用碳纖維加固后強(qiáng)度和剛度功能與無(wú)損害試件加固的相似。
專家Malek對(duì)受剪加固梁中FPR承擔(dān)的剪力的核算進(jìn)行了理論剖析，評(píng)論了各種參數(shù)對(duì)受剪承載力的核算辦法，評(píng)論了各種參數(shù)對(duì)受剪承載力的影響，并提簡(jiǎn)化核算公式。
專家H.Ichinalsu選用不相同類型的CFRP對(duì)板加固進(jìn)行試驗(yàn)理論研討剖析。結(jié)果表明：加固時(shí)的張貼資料能夠以網(wǎng)格的方式，只要凈距離<200mm，板的裂縫與CFRP的相對(duì)位置對(duì)受力功能無(wú)直接影響;單向的CFRP比CFRP織物容易張貼，作業(yè)量較少。
專家Saadatmalnesh等進(jìn)行了鋼筋混凝土梁張貼玻璃纖維板加固的試驗(yàn)，結(jié)果表明加固后的梁，尤其是低配筋梁抗彎強(qiáng)度進(jìn)步、裂縫寬度削減，試件的延性有所下降，以為在進(jìn)行加固時(shí)挑選好膠黏劑的耐性和張貼面非常重要。