碳纖維布加固之大偏心受壓構件
在鋼筋混凝土建筑及橋梁中，偏疼受壓構件的使用較多，如梁橋中的墩身、柱根底等。這類結構(構件)的一個一起特點是正截面上效果著軸心壓力和彎矩。
偏疼受壓構件由于使用較多，在鋼筋混凝土中也是容易被損壞的構件，一般情況下，偏疼受壓構件的損壞特征如下：
當相對偏疼距較大，且受拉鋼筋配筋率較小時，偏疼受壓構件的損壞是由于受拉鋼筋首先到達屈從強度而導致受壓混凝土壓碎，這一損壞稱為大偏疼受壓損壞。其接近損壞時有顯著的征兆，橫向裂縫展開顯著，構件的承載力取決于受拉鋼筋的強度和數(shù)量。
當相對偏疼距較小，或雖然相對偏疼距較大，但構件配置的受拉鋼筋較多時，就有可能首先使受壓區(qū)混凝土先被壓碎。在通常情況下，接近軸力效果一側的混凝土先被壓壞，受壓鋼筋的應力也能到達抗壓規(guī)劃強度；而離軸向力較遠一側的鋼筋仍可能受拉但并未到達屈從，但也可能仍處于受壓狀況。臨損壞時，受壓區(qū)高度略有添加，損壞時無顯著征兆。這種損壞屬于小偏疼受壓損壞。
在目前的鋼筋混凝土加固辦法中，用張貼碳纖維布的辦法加固大偏疼受壓構件使用廣泛。該辦法是經(jīng)過配套碳纖維膠將碳纖維布張貼于構件之上，到達加固補強的效果。選用碳纖維布加固大偏疼受壓構件需要注意的是：
當選用碳纖維布加固大偏疼受壓的鋼筋混凝土柱時，應將碳纖維布張貼于構件受拉區(qū)邊際混凝土外表，且纖維方向應與柱的縱軸線方向共同。這是由于碳纖維布不能接受壓力，只能考慮其抗拉效果，因而標準規(guī)定將碳纖維布的受力辦法規(guī)劃成僅接受拉應力效果。
別的，在大偏疼受壓構件加固核算中，對碳纖維布之所以不考慮強度利用系數(shù)，是由于在實踐工程中絕大多數(shù)偏疼受壓構件均處于受壓狀況。因而，在承載能力極限狀況下，受拉側的拉應變是從受壓側應變轉化過來的，故不存在拉應變滯后的問題，亦即以為碳纖維布的抗拉強度能得到充分發(fā)揮。

碳纖維布加固在抗震領域的使用
近期，世界各地不同層次的發(fā)生了地震災害，頻繁的地震災害給人們帶來了巨大的傷害和嚴重的財產損失，建筑結構抗震加固刻不容緩。為此，為大家推薦適合的抗震加固方法——碳纖維布加固法。
碳纖維布抗震加固技術是通過粘結劑將碳纖維布同被加固的構件粘結而進行的新型加固方法。
碳纖維布采用進口碳絲織成，具有優(yōu)異的抗震性能高強抗拉耐腐蝕，重量輕，不改變結構形狀、不增加結構自重?？蓮V泛適用于各種結構類型、各種結構形狀、各種結構部位。用于結構抗震加固尤為合適。
碳纖維布抗震加固具以下不容忽視的優(yōu)越性：
（1）優(yōu)異的力學性能，可有效地應用于多種形式的結構補強，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風、控制裂縫和撓度的擴展、增加結構的延性。
（2）優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，使經(jīng)過補強和維修的結構具有極強的抗酸、堿、鹽、紫外線侵蝕和防水能力；具有足夠的適應氣溫變化的能力。
（3）材料的輕質高強，可以不增加結構體積，所增加的結構自重幾乎可以不計。這是傳統(tǒng)方法做不到的。
（4）施工工序簡單，可用小型電動工具操作，所需施工空間小。而且進度快、工期短，更能在持續(xù)交通有振動的情況下操作。從而大大縮短工程停工、停止運營或斷路施工的時間，極大地降低經(jīng)濟損失和社會影響。
（5）由于材料柔軟，易于隨結構外形粘貼，補強后不改變結構外形，同時便于用所需色彩涂裝，而不顯露補強痕跡。

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，完全粘接固定在構件表面，形成堅韌的復合層，從而對被加固構件起到補強作用。要求被加固構件的現(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。
粘貼在混凝土構件表面的碳纖維，不得直接暴露于陽光或有害介質中，其表面應進行防護處理。被加固的混凝土結構長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃，如果被加固結構處于特殊環(huán)境（如高溫、高濕、介質侵蝕、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)氧類粘接劑粘結于混凝土構件的表面，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，本質上相當于增加構件配筋，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件產生更大的形變。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件，并非很光滑的結構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%。

碳纖維布加固修復混凝土裂縫
1、引言
碳纖維材料用于混凝土裂縫加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。目前，隨著我國經(jīng)濟建設的逐步增長，已竣工的工程和在建工程，特別是公建工程隨房屋功能的需要的不同而改變，難以滿足當前規(guī)范使用的需求，結構需進行維修、加固，目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法和碳纖維加固法。前3種的加固方法施工周期長、占地大、功效小。碳纖維布加固是目前設計單位加固設計中常用的一項，它具有強度高、施工速度快、功效高的特點。碳纖維布的抗拉強度能達到3400mpa以上，受力彈性模量在240000mpa以上,延伸率能達到2%，單位面積質量≦300g/㎡。
2、碳纖維布加固混凝土結構的技術特點
碳纖維布加固法是將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強材料；用環(huán)氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性，達到結構補強和改善結構受力的目的。與加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法相比碳纖維布加固具有明顯的優(yōu)勢：具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設施，施工質量易保證，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，悍馬碳素纖維作為新型的補強材料，而備受青睞和關注。
（1）抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍，能達到提高結構的承載力，改善結構的受力性，達到加固目的。
（2）自身重量輕薄，密度只有普通鋼材的1/4，經(jīng)加固后的原構件基本不會增大自身重量和尺寸。
（3）耐腐濁、耐久性好，可阻抗化學腐濁和惡劣環(huán)境、氣候變化。經(jīng)研究實踐表明在外面的碳纖維布的壽命在30年左右。而表面涂抹水泥砂漿保護層或其他保護材料的碳纖維布壽命在50年左右。
（4）施工方便簡便、施工速度快、基本不占用場地、省時省力施工質量易保證。
（5）適用范圍廣，混凝土構件、鋼結構、木結構均可以加固。特別是對其他加固方法無法進行結構加固的結構碳纖維加固法都可以進行加固施工。像隧道、煙囪、受鹽腐的混凝土、橋梁等?？纱蠓忍岣邩嫾某休d力、抗震性能和耐久性能。
3、碳纖維布加固工程實例
3.1概述
廣場6#樓位于該縣老汽車站。一至七層為購物中心，建筑面積43760㎡，集購物、休閑、娛樂為一體。在工程施工至4層結構時由于業(yè)主招商引入某影業(yè)有限公司在a區(qū)6、7層增設電影院。由于影院功能需求影廳高度要達到9米以上，因此影廳內7層樓面取消，經(jīng)設計院對a區(qū)重新設計驗算對4層以下及地下室柱、進行加固處理。
3.2加固方案
設計院提出2套加固方案
1、外包鋼加固法：梁部位加固在梁底粘貼6mm厚鋼板，柱加固在柱四角包8mm×l80 mm角鋼4mm×50厚綴板@250焊接灌漿。優(yōu)點：加固材料可控性好，定期保養(yǎng)、油漆是鋼板長期不銹。缺點施工難度大，周期長，增加構件自重，鋼板與混凝土結構不易粘結。
2、碳纖維布加固法：選用碳纖維布的抗拉強度達到3400mpa以上，受力彈性模量在240000mpa以上,延伸率能達到2%，單位面積質量≦300g/㎡。優(yōu)點：施工容易，重量輕、體積小，速度快，碳纖維布與混凝土結構易結合，壽命能達到30～50年。
考慮到時間就是效益，選用碳纖維布加固法進行加固處理，使工程能提前完工，商場提前開業(yè)為業(yè)主提前創(chuàng)造效益。
3.3施工工藝流程
施工準備→混凝土表面處理→找平材料配置→構件表面殘缺修補→底膠配置→涂刷底膠→浸漬樹脂膠配置→粘貼碳纖維布→表面養(yǎng)護。
3.4施工工藝要點
3.4．1、表面處理
1）、混凝土表面如出現(xiàn)剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應予剔除，對于較大面積的劣質層，在剔除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。
2）、裂縫部位，如有必要應先進行封閉處理。
3）、用混凝土角磨機、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（r3 10mm）。
4)、用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用高強度聚合物砂漿修補表面凹陷底部分。
3.4.2、構件表面殘缺系修補
1）、混凝土表面凹陷部位應用刮刀嵌刮整平膠料修補填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應用整平膠料填補，盡量減少高差。
2）、轉角的處理，應用整平膠料將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。
3）、整平膠料須固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），方可再進行下一道工序。
3．4.3、涂底膠
1）、按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量，并嚴格控制使用時間，在規(guī)定時間內用完。
2）、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構件表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），再進行下一道工序。
3.4.4、碳纖維布粘貼
1）、粘貼碳纖維布的氣溫應在10℃以上，按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度應在3m以內。
2）、按悍馬廠家提供的施工工藝規(guī)定配置浸漬膠，比重稱量正確裝入容器充分攪拌均勻，一次調和量應在規(guī)定時間內用完。用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。
3）、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤膠料。當需要搭接粘貼時，搭接長度應大于10cm。多層粘貼應重復以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進行下一層碳纖維布的粘貼。
4）、在外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。
3.4.5、養(yǎng)護
粘貼碳纖維布后，自然養(yǎng)護1-2小時達到初期固化，應保證固化期不受外界干擾和碰撞。碳纖維布粘貼后達到設計值自然養(yǎng)護應在14天左右。
4、加固效果
碳纖維布粘貼完成達到齡期后，請專業(yè)檢測部門對其與混凝土結合強度做了破壞性拉拔試驗，試驗結果拉拔強度超過設計要求，碳纖維布牢固的與混凝土粘結在一起，達到了設計要求。
5、結論
碳纖維布具有輕、薄、高強度、抗腐濁、耐老化等優(yōu)點。很好的與混凝土結構形成一個共同體，使混凝土結構補強的抗拉強度達到一定的目的。
碳纖維布加固法與粘鋼加固法比較費用差不多，但悍馬碳纖維布加固施工方法簡單、速度快捷、功效高、施工場地占用少、工期短，在工期上具有明顯的優(yōu)勢。
碳纖維布加固法效果好，強度高、適用范圍廣、施工質量容易保證、耐腐濁及耐久性好不受環(huán)境條件的影響，采用悍馬碳纖維布加固后基本不增加結構自身的尺寸和重量，能適應各種其它加固無法施工的結構，碳纖維加固在越來越多的領域廣泛應用。