很多業(yè)主咨詢關(guān)于房屋樓板裂縫、梁柱裂縫修復(fù)方法的時(shí)候，往往加固公司會(huì)建議他們做碳纖維加固。相信很多業(yè)主聽到這個(gè)碳纖維加固會(huì)感覺到不知道這是什么東西，大家都知道碳纖維是一種材料，但是竟然能夠用到建筑混凝土構(gòu)件的加固上。下面施邦小編就跟大家說說碳纖維到底是什么?碳纖維加固是怎么回事?
碳纖維加固技術(shù)已成為當(dāng)今主流趨勢(shì)，碳纖維加固的場(chǎng)所隨處可見，例如超市纖維加固、銀行柱子、橋梁裂縫修補(bǔ)等，甚至碳纖維也可以用到地暖上?
碳纖維是什么?
1. 碳纖維又稱為碳纖維原料(cf)，碳纖維加固包括：碳纖維布加固、碳纖維加固。是從有機(jī)纖維碳化、石墨化處理后得到的未經(jīng)石墨材質(zhì)(與亂層石墨近似)，一般碳纖維的密度為1750/m3，天然的碳纖維呈黑色。
2. 包含高于90%的無極高分子纖維。對(duì)酸、堿、耐腐蝕性能較強(qiáng)，不溶不脹、耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和減速中子等特性。
3. 碳纖維按原料可分：聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維等。性能可分：通用型、高強(qiáng)型、中模高強(qiáng)型、高模型、超高模型碳纖維。狀態(tài)可分：長絲、短纖維、短切纖維。
4. 碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域：土木建筑、航空航天、汽車材質(zhì)、纖維加固、體育用品、壓力容器、碳纖維布等。
碳纖維的重量不及鋼的四分之一，而他的應(yīng)用領(lǐng)域卻尤為廣泛，所以碳纖維究竟是什么?碳纖維就是我們生活中的一切。
碳纖維加固是什么?
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)國家。
我國的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚，但隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求，亟需進(jìn)行維修、加固。國內(nèi)早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，其編號(hào)為CECS146：2003,已經(jīng)被的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》代替,其編號(hào)為GB 50367-2006.碳纖維加固近的國標(biāo)是《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起執(zhí)行。
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。
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，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。
碳纖維布在墻體加固的應(yīng)用，首先可以從墻體受力的角度來分析。墻體在服役過程中，主要承受上部荷載傳遞的壓力。而碳纖維布雖說抗拉強(qiáng)度高，但其質(zhì)軟且自身抗剪強(qiáng)度幾乎可以忽略，無法承受壓應(yīng)力的作用，因此碳纖維布適用于受彎與受拉構(gòu)件加固，不適用于墻體受壓加固。
另一方面，不同基材的墻體與碳纖維布的整體工作性能也大不相同。常用墻體包含砌體墻與混凝土墻，碳纖維布與混凝土基材能夠形成整體共同工作，但在砌體墻中由于砌體表面水泥砂漿整體性較差，導(dǎo)致碳纖維布在砌體墻加固中，易發(fā)生水泥砂漿剝離破壞，造成加固失效。
那么，碳纖維布到底能在墻體加固中起到怎樣的作用呢?大量實(shí)驗(yàn)證明，在保證碳纖維布錨固的情況下，碳纖維布加固墻體能夠有效參與墻體受剪作用，改變破壞形式，提高墻體抗剪承載力與抗震性能。事實(shí)上，在墻體加固中，碳纖維布加固具有很高的局限性。當(dāng)墻體承載力不滿足要求、或墻體配筋率不符合要求時(shí)，宜采用增大截面加固法或鋼筋混凝土面層法對(duì)墻體進(jìn)行雙面或單面的加固。
利用這兩種方法能夠有效提高墻體抗壓承載力，但需注意植入鋼筋能否保障新舊結(jié)構(gòu)共同工作，因此在增大截面或鋼筋混凝土面層法中，植筋膠將是影響質(zhì)量的重要因素。

我國的民用住宅建筑中砌體結(jié)構(gòu)占90%以上。砌體結(jié)構(gòu)多采用磚和砂漿砌筑，通過內(nèi)外磚墻的咬砌達(dá)到具有一定整體連接性的目的。由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了多層砌體房屋變形能力小，其有脆性性質(zhì)，房屋的抗震性能較差，因此在抗震設(shè)防區(qū)改善砌體結(jié)構(gòu)延性，提高房屋的抗震性能具有極其重要的意義。
墻面粘貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料方法。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，是較理想的新型復(fù)合材料。粘貼纖維布的方法還具有能對(duì)結(jié)構(gòu)的不同部位和不同環(huán)境下的結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工、受力均勻、不會(huì)造成應(yīng)力集中、不占用建筑空間、施工工期較短、結(jié)構(gòu)外觀尺寸不會(huì)出現(xiàn)明顯變化、修復(fù)加固效果顯著等特點(diǎn)。
對(duì)由于地震等原因?qū)е缕茐牡钠鲶w，當(dāng)砌體未出現(xiàn)磚被壓碎等嚴(yán)重破壞現(xiàn)象時(shí)，用纖維布加固的效果是非常顯著的，纖維布可以恢復(fù)絕大部分承載力，提高極限位移，改善砌體的抗震性能。
1.被加固的磚墻，其現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的磚強(qiáng)度等級(jí)不得低于MU7.5，砂漿強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M2.5，已開裂、腐蝕、老化的磚墻不得采用此方法加固；粘貼碳纖維布對(duì)磚墻進(jìn)行抗震加固時(shí)，應(yīng)采用連續(xù)粘貼形式，以增強(qiáng)墻體的整體性能。
2.碳纖維布加固的構(gòu)造尚應(yīng)符合下列要求：
①碳纖維布條帶在全墻面上宜等間距均勻布置，條帶寬度不宜小于100mm，條帶的凈距不宜大于三塊磚塊的高度及200mm。
②沿碳纖維布條帶方向及端部應(yīng)有可靠的錨固措施，可采用M10對(duì)穿螺桿及5mm厚鋼板沿布方向進(jìn)行錨固，間距不大于1000mm;可根據(jù)墻體端部情況，采用對(duì)穿螺栓墊板壓牢，當(dāng)碳纖維布條帶需繞過陽角時(shí)，陽角轉(zhuǎn)角處曲率半徑不應(yīng)小于20mm。當(dāng)有可靠的工程經(jīng)驗(yàn)或試料時(shí)，也可采用其他機(jī)械錨固方式。
③當(dāng)采用搭接的方式接碳纖維布條帶時(shí)，搭接長度不應(yīng)小于200mm，且應(yīng)在搭接長度中部設(shè)置一道錨栓錨固。
④磚墻表面加固前，應(yīng)先做水泥砂漿抹平層，層厚不應(yīng)小于15mm且應(yīng)平整，水泥砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不低于M10，待抹平層硬化、干燥后方可粘貼碳纖維布。

碳纖維布加固中是需要了解碳纖維布的強(qiáng)度得，才能對(duì)癥下藥，找到的碳纖維布加固方案，我們?nèi)绾稳ふ液线m的碳纖維布材料呢，讓我們先來了解下：
碳纖維布加固法是將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)整體，碳纖維材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂、抗剪、抗彎以及抗壓能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性，達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。與其他加固方法相比碳纖維布加固具有節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。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，因此該加固工藝備受青睞。
在碳纖維布采購時(shí)，經(jīng)常有人會(huì)問到碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是多少，大部分人會(huì)告訴你是3400MPa，其實(shí)這個(gè)是一級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。還有一個(gè)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值也會(huì)偶爾提到。那這兩個(gè)值在實(shí)際中有什么意義呢？現(xiàn)在卡本給大家介紹下。
抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
一般說的抗拉強(qiáng)度就表示抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，碳纖維布的抗拉強(qiáng)度表示碳纖維布單位面積所能承受的拉應(yīng)力，說的簡(jiǎn)單點(diǎn)就是1mm2截面積的碳纖維布可以承受3400N的力。以一級(jí)300g的碳布為例，100mm寬它的截面積S=a（碳布寬度）b（碳布厚度）=100*0.167（300g碳布厚度）=16.7mm2，那它理論上就可以承受的力F=3400N*16.7=56780N。施工單位對(duì)抗拉強(qiáng)度關(guān)注更多一些，因?yàn)樵诓少徧疾紩r(shí)要求碳布抗拉強(qiáng)度為3400MPa，如果達(dá)不到則表示碳布不合格，是不可以應(yīng)用在本工程中的。
抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值
同樣的碳布在不同的加固構(gòu)件中抗拉強(qiáng)度是有可能是不一樣的，一級(jí)碳布抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值在重要構(gòu)件中取1600MPa，在一般構(gòu)件中取2300MPa。很多人疑惑，為什么越是重要對(duì)的構(gòu)件設(shè)計(jì)值反而越小呢，首先要明白抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是在受力計(jì)算時(shí)計(jì)算的值。一級(jí)碳布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是3400MPa，已經(jīng)是確定的，那么在計(jì)算時(shí)取值越小肯定是越安全的，所以導(dǎo)致重要構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值小于一般構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。設(shè)計(jì)單位對(duì)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值更關(guān)注一些，因?yàn)樵谑芰τ?jì)算時(shí)，用到的都是抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉強(qiáng)度之間有什么聯(lián)系呢？首先碳纖維布只有達(dá)到3400MPa的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值才可以按相應(yīng)的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值去計(jì)算。在加固時(shí)碳纖維布具體能發(fā)揮多大的抗拉強(qiáng)度呢？這個(gè)不好確定，因?yàn)槊總€(gè)工程的具體情況不一樣，實(shí)際發(fā)揮的強(qiáng)度也不一樣，有些結(jié)構(gòu)變形較大采用碳纖維加固就會(huì)導(dǎo)致碳纖維的強(qiáng)度發(fā)揮的很少，甚至可能發(fā)揮的強(qiáng)度小于抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，這樣結(jié)構(gòu)就會(huì)有一定安全風(fēng)險(xiǎn)，所以這樣的結(jié)構(gòu)也不適合采用碳纖維布進(jìn)行加固。
強(qiáng)度是碳纖維布一個(gè)很重要的參數(shù)，在加固工程中要充分利用碳纖維的抗拉強(qiáng)度，這樣才能使結(jié)構(gòu)更加安全。

碳纖維布其實(shí)可以用很多方式了解，基礎(chǔ)就是要從碳纖維布本身的成本構(gòu)成上去了解：K代表碳纖維的根數(shù)。碳纖維布不像一般的紡織品，它的紡織單元不是單絲，而是束絲。工業(yè)上目前規(guī)?；a(chǎn)的束絲可包含1000（1K）、3000（3K）、6000（6K）、12000（12K）、24000（24K）、48000（48K）、540000（540K）根單絲。比如，1K代表著碳纖維布其中一束纖維絲里包含了1000根絲,那么3K就代表一束碳纖維絲里包含了3000根碳纖維絲，12k就是12000根碳纖維絲。
建筑工程中對(duì)碳纖維布的k數(shù)又是怎樣規(guī)定的？
《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728-2011明確規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)，對(duì)重要結(jié)構(gòu)加固用的碳纖維，應(yīng)選用聚丙烯腈基（PAN）不大于12k的小絲束纖維，嚴(yán)禁使用大絲束纖維；對(duì)于一般構(gòu)件，除使用聚丙烯腈基（PAN）不大于12k的，若配有結(jié)構(gòu)膠，尚允許使用不大于15k的。
承重結(jié)構(gòu)加固用碳纖維布為什么禁止使用大絲束纖維？
小絲束抗拉強(qiáng)度十分穩(wěn)定，離散性很小，其變異系數(shù)均在5%以下，且膠液容易滲透，故在生產(chǎn)和使用中對(duì)其性能和質(zhì)量容易把控；而大絲束變異系數(shù)高達(dá)15%~18%，甚至更大，可靠性差，故不能用。
承重結(jié)構(gòu)加固用碳纖維為什么規(guī)定12k？
從易于被膠粘劑浸透、又減低成本的角度考慮，建筑加固用單向碳纖維布一般采用12K絲束編織。k數(shù)大于12，但不大于24的仍屬于小絲束的范疇，但是就目前來講，我國工程積累的經(jīng)驗(yàn)均是12及15k，15以上的小絲束經(jīng)驗(yàn)不足，誰也不能保證用了不出問題，因此為了安全性和耐久性，對(duì)一般結(jié)構(gòu)僅允許使用不大于15k的。
碳纖維膠用量多少？
一般來說，每平方米碳纖維布需底膠0.2~0.3kg，每平方米碳纖維布需浸漬膠0.6~0.9kg。其次，還要考慮膠水質(zhì)量、施工環(huán)境等因素的影響。
碳纖維膠對(duì)人體有害嗎？
碳纖維膠分樹脂和固化劑兩部分，又稱為A、B組份，環(huán)氧樹脂本身是無毒的，但是有些廠家在制備的過程中添加了溶劑及其他有毒物，這就使膠水變得“有毒”了。上海施邦碳纖維膠通過研發(fā)，保持了環(huán)氧樹脂的“無毒”本性，現(xiàn)已通過無毒檢測(cè)，擁有正規(guī)的無毒報(bào)告，產(chǎn)品對(duì)人體不會(huì)造成傷害。但因?yàn)槿梭w皮膚的特殊性，對(duì)產(chǎn)品的適應(yīng)性不同，對(duì)于部分體質(zhì)敏感的人來說，可能會(huì)有一定的現(xiàn)象出現(xiàn)，不過不用太過擔(dān)心，施工人員在施工時(shí)可采取配戴手套、穿防護(hù)衣等防護(hù)措施。
 總的來說想要對(duì)碳纖維進(jìn)項(xiàng)了解，就需要先從碳纖維布材料本身上出發(fā)，然后延伸到碳纖維布加固施工過程，從而有一個(gè)深刻的了解，讓我們?cè)谔祭w維布加固行業(yè)中越走越遠(yuǎn)，越來越好。