碳纖維布（CFRP）加固修補結構技術是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。
加固機理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結劑粘結于混凝土構件的表面，膠結材料作為它們之間的剪力連接媒介，形成新的復合體，使增強貼片與原有鋼筋共同作用，增大了結構抗拉及抗剪能力，可有效提高結構的強度，延性及抗裂性。利用碳纖維布良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度的目的。
CFRP加固修補混凝土結構所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹脂。
1、碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算，凈截面面積取碳纖維布的計算厚度乘以寬度。碳纖維布的計算厚度取碳纖維布的單位面積質量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質量有可靠保證時，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質量可提高到600g/㎡。
2、粘結劑要有足夠的粘結性能，工藝過程中各部位所使用的環(huán)氧樹脂膠結材料的種類、型號，應根據(jù)施工時的溫度、濕度進行選擇。應正確掌握主劑和固化劑的配比，使?jié)B透性、粘稠度、固化速度等方面能滿足不同季節(jié)施工的需要。采用碳纖維片材對混凝土結構加固時，應采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘結樹脂。
3、在受彎加固和受剪加固時，被加固的混凝土結構構件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結強度不得低于1.5MPa。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時，混凝土強度等級不應低于C10。
4、主要機具：角向磨光機、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、卷尺、水平儀、鉛錘、滾筒、刮板、攪拌容器、橡膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護眼鏡、橡膠手套、口罩等。
1、應認真閱讀設計施工圖。在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前，應按加固設計部位放線定位。
2、應根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況和加固構件混凝土的補強荷載要求，制定相應施工方案和施工計劃。
3、應對所使用的碳纖維布、配套樹脂、機具等做好施工前的物質準備工作。
4、進場后的碳纖維布、配套樹脂應抽樣送檢，合格后方可施工。
5、施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進行，并應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時，應采用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采取升溫措施。
采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結構時，應由專業(yè)施工隊伍進行施工。
施工過程中應避免碳纖維片材彎折。

在認識碳纖維增強塑料復合材料制品時，很多人看到具有碳纖維紋路的制品感覺就是酷，具有時尚科技感。今天我們就來探討不同碳纖維紋路來做碳纖維復合材料制品有什么不一樣。
碳纖維在復合材料中起到承載載荷的作用，外界作用于CFRP復合材料上的力都會經(jīng)塑料傳遞給碳纖維，所以對CFRP復合材料的破壞首先要破壞碳纖維。
那么對碳纖維的破壞基本可分兩種，一種是平行于碳纖維方向的拉伸力，這個力會將碳纖維拉斷，所以要求碳纖維具備較高的拉伸強度；另一種是剪切力，這個力垂直于碳纖維方向，要求碳纖維具備較高的抗剪切強度?？上г谒刑祭w維供應商產品性能參數(shù)一欄里都沒有出現(xiàn)碳纖維剪切強度的表述。這是因為首先碳纖維剪切強度很小，另一方面碳纖維本身屬于一維材料，在直徑尺度很小，對碳纖維制品的任何剪切力都可以分解成不同方向碳纖維的拉伸力。
有了這個概念，那么進行復合材料制品設計過程中，盡可能了解制品的受力情況，然后對制品的纖維排布方向進行針對性的優(yōu)化，盡可能的使作用于碳纖維復合材料外力分解成不同方向上碳纖維的拉伸力，因為拉伸強度高是碳纖維的優(yōu)勢，以己之長攻彼之短嘛。二維的編織布是制造碳纖維復合材料制品和預浸料的原料，也是進行纖維排布方向優(yōu)化的基礎。那么對不同碳纖維布編制方向的了解將會有助于碳纖維復合材料制品的設計。
平紋編織的特點是經(jīng)紗和緯紗以一上一下的規(guī)律交織。也就是經(jīng)緯紗每隔一根紗就交錯一次（如圖1、2），所以交織點多，使織物堅牢、耐磨、硬挺、平整，但彈性較小，光澤一般，平紋織物密度不可能太高，較為輕薄，耐磨性較好，透氣性較好，布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態(tài)，纖維彎曲點比較多，在受拉伸過程中伸長率較高。同時由于相鄰兩根經(jīng)紗和相鄰兩根緯紗交織點位置由于纖維束的滑動出現(xiàn)眼孔。平紋編織的變種形式也很多，比如12K經(jīng)紗與1K緯紗混合編織。由于經(jīng)線和緯線方向上纖維束的反射光不同，因此平紋編織纖維布可觀察到格子狀的外觀，類似于國際象棋的棋盤。
斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路（如圖3、4），這個紋路方向上并不存在纖維束，而是由于纖維束經(jīng)緯向編織過程，經(jīng)向或緯向纖維束跳過兩束緯向或經(jīng)向纖維進行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小，纖維束浮長增大，同時相鄰兩個纖維束錯開一個編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點。這種斜紋外觀具有很強的立體感，用來做汽車改裝制品，比如面板、引擎蓋、排氣筒等。
緞紋編織具備單獨的、互不連續(xù)的經(jīng)交織點（或緯交織點）在組織循環(huán)中有規(guī)律的均勻分布如圖（5、6），這樣的編織形式稱為緞紋。它的特點是經(jīng)線（或緯線）浮線較長，交織點較少，它們雖形成斜線，但不是連續(xù)的，相互間隔距離有規(guī)律而均勻，此纖維布結構形式稱為緞紋組織。緞紋纖維布經(jīng)紗和緯紗至少隔三根才交織一次，因此這種編織結構使織物密度更高，因而纖維布更加厚實。這種緞紋纖維布表面平滑勻整，質地柔軟，富有光澤或稍呈紋路。這類纖維布強度低于平紋和斜紋。
這三種編織形態(tài)由于碳纖維束受到彎曲和其他纖維束的影響造成碳纖維布的強度有差異，而且表征碳纖維編織布強度會有拉伸力、撕扯力、頂破力、彎曲力等，這些也是隨著編織方式的不同各有差異。總體來說在碳纖維束排布方向上的拉伸強度與纖維強度和纖維摩擦力相關。而與纖維束不同的方向上的拉伸力則與纖維的編織形態(tài)關系較大了，一方面這一拉伸力可分為纖維平行方向和垂直方向上的力，平行方向的力要求纖維強度高，垂直方向上的力則與編織形態(tài)對纖維束的阻力有關了。
東華大學紡織學院在研究編織結構對織物強度的影響則有平紋>斜紋>緞紋。而在撕扯強度方面則有緞紋>斜紋>平紋。不過單獨研究編制結構對復合材料的影響有一些片面，需要綜合基體材料及制品受力情況來考量。
本文說論述碳纖維布的概念屬于狹義范疇，碳纖維布有編織類的，就像我們今天將的平紋、斜紋、緞紋編織；類的，像薄氈和無紡布；還有一種無緯布，就是整個纖維布的纖維排布在一個方向上，這在預浸料中很常見，靠網(wǎng)胎和樹脂保持布狀形態(tài)。碳纖維布是我們設計復合材料的基礎，根據(jù)受力情況優(yōu)化某一方向上纖維束的排布方向是關鍵，可設計性是復合材料得以存在的優(yōu)勢，國內復合材料制品企業(yè)在這一方面的研究應該更深。

在之前的文章中，我們多次談到粘鋼加固與粘貼碳纖維布加固都可以提高原有建筑結構的承載力，但這兩種方法對建筑承載力的提升效果如何，我們就不得而知。通過查閱整理相關的技術資料，將粘鋼加固與碳纖維布加固與大家進行分享，希望對大家會有所幫助。
粘鋼和粘貼碳纖維布加固法其加固原理基本相同，都是通過結構膠粘劑將薄鋼板和碳纖維材料粘貼在原構件表面，使之成為一個整體共同受力提高原有構件的承載力。
從施工方面來說，粘鋼或粘貼碳纖維布的厚度不宜太厚。對于粘鋼來說，其粘貼鋼板的加固量對受拉區(qū)和受壓區(qū)，分別不應超過3層和4層，并且要保證鋼板的總厚度不應超過10mm；粘貼碳纖維布的加固量對于預成型板來說，不應超過2層，對濕法鋪層的織物不宜超過4層。超過4層時，則應考慮采用碳纖維板進行加固，并采取可靠的加強錨固措施，確保結構安全。
鋼筋混凝土結構構件采用粘鋼或粘貼碳纖維布加固時，其正截面的受彎承載能力提高幅度，不應超過40%，并應驗算其受剪承載力，避免因受彎承載力提高后而導致構件受剪破壞先于受彎破壞；其目的是為了控制加固后構件的裂縫寬度和變形，也是為了強調“強剪弱彎”設計原則的重要性。
由此看來，粘鋼和粘碳纖維布加固方法并不能無限提高建筑物的承載力，在對建筑物進行加固處理時，我們必須按照混凝土結構加固原則對建筑物進行結構鑒定并依據(jù)鑒定結果選擇合理的加固方案，確保結構安全。

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。