很多業(yè)主咨詢關(guān)于房屋樓板裂縫、梁柱裂縫修復方法的時候，往往加固公司會建議他們做碳纖維加固。相信很多業(yè)主聽到這個碳纖維加固會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)已成為當今主流趨勢，碳纖維加固的場所隨處可見，例如超市纖維加固、銀行柱子、橋梁裂縫修補等，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。對酸、堿、耐腐蝕性能較強，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、高強型、中模高強型、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)加固修補的研究始于80年代美、日等發(fā)達國家。
我國的這項技術(shù)起步很晚，但隨著我國經(jīng)濟建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當一部分由于當時設(shè)計荷載標準低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以滿足當前規(guī)范使用的需求，亟需進行維修、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》，其編號為CECS146：2003,已經(jīng)被的國家標準規(guī)范2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》代替,其編號為GB 50367-2006.碳纖維加固近的國標是《結(jié)構(gòu)加固修復用碳纖維片材》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強相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(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。
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，碳素纖維作為劃時代的補強材料，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度高，但其質(zhì)軟且自身抗剪強度幾乎可以忽略，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?大量實驗證明，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。事實上，在墻體加固中，碳纖維布加固具有很高的局限性。當墻體承載力不滿足要求、或墻體配筋率不符合要求時，宜采用增大截面加固法或鋼筋混凝土面層法對墻體進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。

近年來，碳纖維布以其出色的機械性能、優(yōu)良的耐久性和良好的工藝性能，在工程加固領(lǐng)域?qū)炷痢⑵鲶w、鋼等構(gòu)件的加固修復得到了廣泛的應(yīng)用。由于基材的不同，碳纖維布施工方法也有差異，今日，小悍以砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)為例，淺析碳纖維布在兩種結(jié)構(gòu)使用上的不同。
砌體結(jié)構(gòu)粘貼碳纖維布的時候，基材為磚塊和砂漿兩種材料組成，因為砌體建筑是單塊磚和砂漿人工砌筑，砂漿的飽和度不能得到有效的控制，整體性和質(zhì)均性較差。
混凝土結(jié)構(gòu)粘貼碳纖維布時，基材為混凝土，混凝土是由膠凝材料將骨料膠結(jié)成整體的工程復合材料，且混凝土可以視為均勻、連續(xù)材料，具有較好的整體性。
砌體結(jié)構(gòu)由大量的磚塊和砂漿堆砌而成，其結(jié)構(gòu)存在大量的灰縫，灰縫間砂漿的飽滿程度不一致，且不同砌塊的強度也大不相同，無法統(tǒng)一評定其表面強度，只能分別確定砌塊和砂漿的表面強度。一般情況下，砌體結(jié)構(gòu)的表面強度均不如混凝土結(jié)構(gòu)的表面強度。
混凝土結(jié)構(gòu)表面強度較高，根據(jù)GB50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定當混凝土構(gòu)件粘貼碳纖維布加固的時候混凝土表面強度等級不得小于C15，且混凝土表面正拉粘結(jié)強度不應(yīng)小于1.5MPa。
由于砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)材質(zhì)的差異，為保證粘貼效果，對二者采取針對性的粘貼工藝：
當砌體結(jié)構(gòu)采用粘貼碳纖維加固的時候，需要將砌體結(jié)構(gòu)表面缺陷進行修補，然后在其墻、柱表面需先做一層水泥沙漿抹平層，層厚不應(yīng)小于15mm且平整，水泥砂漿強度不應(yīng)小于M10，待抹平層彎曲固化后，按照混凝土結(jié)構(gòu)粘貼碳纖維布的方法來進行施工。
混凝土結(jié)構(gòu)粘貼碳纖維布的時候，需要將所加固構(gòu)件進行打磨露出新混凝土，將松動混凝土剔除，表面清潔并對混凝土構(gòu)件陽角進行圓化處理，將有缺陷地方進行修補，然后再進行粘貼碳纖維布施工。
了解混凝土結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)的差異，是有效保證加固粘貼效果的關(guān)鍵，具體問題具體對待，才能不做無用功。

碳纖維布其實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)模化生產(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，嚴禁使用大絲束纖維；對于一般構(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)和使用中對其性能和質(zhì)量容易把控；而大絲束變異系數(shù)高達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)驗均是12及15k，15以上的小絲束經(jīng)驗不足，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，擁有正規(guī)的無毒報告，產(chǎn)品對人體不會造成傷害。但因為人體皮膚的特殊性，對產(chǎn)品的適應(yīng)性不同，對于部分體質(zhì)敏感的人來說，可能會有一定的現(xiàn)象出現(xiàn)，不過不用太過擔心，施工人員在施工時可采取配戴手套、穿防護衣等防護措施。
 總的來說想要對碳纖維進項了解，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，從而有一個深刻的了解，讓我們在碳纖維布加固行業(yè)中越走越遠，越來越好。

碳纖維布加固作為一種新型復合材料而被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固改造工程，是將抗拉強度極高的碳纖維布用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強材料，用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上，使碳纖維承受拉應(yīng)力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力，形成一個新的復合體，提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性，達到提高構(gòu)建承載能力的目的。碳纖維布加固法的應(yīng)用與粘鋼法類似，但比粘鋼加固更靈活方便，其具有高強高效、不改變截面、抗腐蝕、耐老化、施工便捷，易保證施工質(zhì)量且后期維護費用低等優(yōu)勢，在已有建筑的加固改造中十分受到青睞.
 碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學性能。加固混凝土構(gòu)件所用的碳纖維布，是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復合而制成的，是將碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片況材料。碳纖維布在編織時，將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強度標準值應(yīng)大于3000Mpa，彈性模量大于2.1×l05Mpa.
碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進行加固處理，該技術(shù)采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。綜合材料的物理、力學特性分析，要想限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢，適宜將材料作為建筑結(jié)構(gòu)的受拉或預應(yīng)力受彎構(gòu)件，特別適用于純受拉構(gòu)件，建筑加固的碳纖維材料主要是承受拉應(yīng)力，約束裂縫的開展。
結(jié)構(gòu)加固補強工程施工質(zhì)量的好壞將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全，粘貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的新型加固技術(shù)，在加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在使用碳纖維布加固工程中的這些細節(jié)你都注意到了嗎？
碳纖維布加固補強的關(guān)鍵應(yīng)是保證碳纖維布高強度的充分發(fā)揮，而碳纖維布的高強度作用是通過其與混凝土構(gòu)件表面的可靠粘結(jié)來保證的，因而，碳纖維布加固補強技術(shù)的施工質(zhì)量對加固效果可起到?jīng)Q定性作用。同時在GB50550-2010中對于碳纖維布的有效粘接面積有著不小于95%的要求。
因為碳纖維材料屬于導電材料，施工時應(yīng)嚴格控制施工現(xiàn)場用電安全，且在施工過程中應(yīng)避免碳纖維布的彎折，且所選用的粘接材料應(yīng)是與碳纖維布相配套的產(chǎn)品，以保證它們有良好的適配性。
對于粘貼碳纖維布加固法來說，所選用碳纖維布與結(jié)構(gòu)膠的適配性尤為重要，因為碳纖維布要發(fā)揮它的高強度的特點達到加固補強的目的，就必須碳纖維布和所選用結(jié)構(gòu)膠復合后的高性能特性，如果它們沒有良好的適配性，加固效果將無從談起。