碳纖維布加固技術(shù)在建筑上的應(yīng)用
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，成為我國乃至世界各國占主導(dǎo)地位的建筑結(jié)構(gòu)，在我國經(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。
加固改造具有三個突出的優(yōu)點(diǎn)：投資少、工期短、省空間，這些都會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，特別是時間和空間的節(jié)省，對工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)活動來講，在效益方面往往起著決定性的作用。對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。
現(xiàn)有的加固方法
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)越來越受到人們的重視，人們在長期地研究與實(shí)踐過程中，形成了多種加固方法，傳統(tǒng)的加固方法有以下幾種①：
1）增大截面法
通過使用同質(zhì)材料增大原結(jié)構(gòu)的截面面積，來提高構(gòu)件承載力，同時加大截面剛度，增強(qiáng)抗震能力，工藝簡單，適用面廣。缺點(diǎn)是現(xiàn)場濕作業(yè)多，施工周期長，對原結(jié)構(gòu)影響較大，如：減小使用空間，增加結(jié)構(gòu)自重等。
2）外包鋼法
以型鋼包裹于結(jié)構(gòu)的四角或兩角，對構(gòu)件的截面和外觀影響較小，較大幅度地提高承載力，施工簡單，工作量小，增大延性，適用于加固混凝土柱、梁等結(jié)構(gòu)；缺點(diǎn)是用鋼量較大，抗腐蝕性和耐久性差，費(fèi)用高。
3）預(yù)應(yīng)力加固法
采用外加預(yù)應(yīng)力拉桿或型鋼撐桿進(jìn)行加固，降低應(yīng)力水平，提高承載力，幾乎不改變使用空間。缺點(diǎn)是耐火性、耐腐蝕性較差，且對施工設(shè)備、工序及施工人員的素質(zhì)要求較高。
4）增設(shè)支點(diǎn)法
增設(shè)支點(diǎn)是用減少構(gòu)件計(jì)算跨度，從而減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力，提高承載力，并且縮小裂縫寬度效果明顯。缺點(diǎn)是影響原結(jié)構(gòu)布局，使用功能受到限制。
5）托梁拔柱法
是一種托屋架拔柱、托墻拔柱及托梁拔柱的加固方法，改造時間短、費(fèi)用低，缺點(diǎn)是技術(shù)要求高、安全隱患大。適用于工業(yè)廠房的改造。
6）粘鋼加固法
粘鋼加固法是將鋼板粘貼在構(gòu)件外部來提高結(jié)構(gòu)承載能力的一種方法。該方法幾乎不改變構(gòu)件外形和使用空間，施工簡單快速，濕作業(yè)量小，但對構(gòu)件工作環(huán)境有要求，環(huán)境溫度不高于60℃，相對濕度不大于70%，無化學(xué)腐蝕。
傳統(tǒng)加固方法雖然種類較多，且每種加固方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)，但每種方法加固的綜合效果都不能完全滿足使用者的要求。隨著碳纖維增強(qiáng)塑料的出現(xiàn)及對其增強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)效果研究的深入，這種加固技術(shù)越來越受到建筑行業(yè)的青睞，其應(yīng)用越來越廣泛。
碳纖維加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
碳纖維增強(qiáng)塑料（Carbo<em></em>nFiber 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，國外早對纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究的是德國IBMB研究院和瑞士的EMPA實(shí)驗(yàn)室，日本、韓國和美國緊隨其后，碳纖維塑料對鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)加固在發(fā)達(dá)國家已成為一項(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，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)度來提高承載力，以其高彈性模量來改善結(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，無大型機(jī)具，沒有濕作業(yè)，占用場地少。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)價值和社會效益。
碳纖維加固材料發(fā)展及其缺點(diǎn)
然而，隨著碳纖維材料在加固領(lǐng)域發(fā)揮重要作用的同時，也存在著不足：
1）拉伸彈性模量相對于其強(qiáng)度過低
應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固的碳纖維拉伸強(qiáng)度一般在3000MPa以上，而其彈性模量只有230GPa左右，高彈性模量的也不過380-640GPa 左右。要發(fā)揮較大的強(qiáng)度，碳纖維布需相當(dāng)大的變形，當(dāng)與鋼筋共同工作時，鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度時CFRP并未發(fā)揮出全部強(qiáng)度，從而無法充分利用碳纖維的強(qiáng)度，且難以有效地抑止結(jié)構(gòu)的變形與裂縫的發(fā)展。
2）混凝土與碳纖維間的粘結(jié)層易破壞
環(huán)氧樹脂粘結(jié)層的剪切強(qiáng)度與剪切變形是一定的，超過極限應(yīng)變后，粘結(jié)層將產(chǎn)生界面微裂縫，隨著微裂縫的不斷擴(kuò)展，后發(fā)生剝離破壞，所以粘貼CFRP片材加固有其限度，過量粘貼會導(dǎo)致界面無法傳遞足夠的剪應(yīng)力使得CFRP的強(qiáng)度無法得到充分利用，并且在構(gòu)件承受較大荷載時容易出現(xiàn)粘結(jié)破壞。
現(xiàn)有的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面，當(dāng)試件的表面有一定的曲率時，CFRP在受拉的同時還會承受一個由曲率帶來的剝離應(yīng)力，這也會加快構(gòu)件的粘結(jié)破壞。
3）無屈服點(diǎn)，為脆性破壞
碳纖維布是一種線性材料，沒有像鋼筋那樣的屈服點(diǎn)，結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞前沒有先兆，為脆性破壞。
粘貼碳纖維布和粘鋼的適用性對比
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。
隨著我國經(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，低投資帶來高回報，成為新時代的焦點(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，對原有結(jié)構(gòu)提出了需求，如何在短的時間內(nèi)達(dá)到要求，盡可能減少對社會的損失，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。

碳纖維布加固和傳統(tǒng)加固的區(qū)別
碳纖維布樓板帶來建筑行業(yè)的全新時代傳統(tǒng)的建筑加固的方式無非就是加厚建筑的表層，這種做法不僅僅對于建筑的整體加固性并沒有非常明顯的效果，還會因?yàn)榧庸痰臅r候使用太多的材料，導(dǎo)致加固的成本過高，操作比較不簡便，在未來的使用中，也會因?yàn)楸Ｙ|(zhì)期時間太簡短，所以就會有更多的工程在選擇加固材料的時候，都會選擇碳纖維加固?？梢哉f是開啟了建筑兼顧行業(yè)的全新模式，今天就帶領(lǐng)大家了解一下這種全新模式的優(yōu)點(diǎn)，你準(zhǔn)備好了嗎？
1、在施工的過程中，碳纖維更節(jié)省空間；2、碳纖維加固施工步驟簡單容易操作，在現(xiàn)場并不需要設(shè)立固定的措施；3、碳纖維施工質(zhì)量可以得到保證；4、碳纖維加固技術(shù)是在不增加樓層本身重量的基礎(chǔ)上進(jìn)行加固的，因此它更加的安全和耐用；5、在防腐蝕方面，使用碳纖維加固技術(shù)的建筑項(xiàng)目更勝一籌。
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。
目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補(bǔ)強(qiáng)；混凝土結(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固；隧道、港灣設(shè)施、煙囪、倉庫、廠房的加固；受鹽害的混凝土、橋梁以及河川構(gòu)造物的防護(hù)和加固；之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。
所有進(jìn)場材料，包括碳纖維材料和膠結(jié)材料，必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并具有出廠產(chǎn)品合格證，符合工程加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求。碳纖維材料在運(yùn)輸、儲存中不得受擠壓，以免碳纖維受損，也不得直接日曬和雨淋，膠結(jié)材料應(yīng)陰涼密閉儲存。各工序的施工質(zhì)量，由技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督，每一道工序完成后提請技術(shù)員檢查、認(rèn)可后，才能進(jìn)行下道工序。
涂底層涂料
涂料應(yīng)涂刷均勻、不得漏涂，嚴(yán)禁在不適合氣溫條件下施工，添加溶劑稀釋后的涂料應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)用完。溫度低于7℃，相對濕度RH<85%，混凝土表面含水率在8%以下，無結(jié)露現(xiàn)象時，必須使用改性環(huán)氧樹脂。
構(gòu)件表面殘缺修補(bǔ)
構(gòu)造物表面小孔、內(nèi)角必須用環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)平整，膩?zhàn)油抗魏?，表面仍存在的不平糙紋，應(yīng)再用砂紙磨平。
粘貼碳纖維
①貼碳纖維材料時須符合下述條件：
a、碳纖維材料應(yīng)按規(guī)定裁切。
b、氣溫、空氣濕度、構(gòu)件表面含水率等符合要求。
c、底層涂料及膩?zhàn)舆_(dá)到指觸干燥（樹脂表面達(dá)到固化硬結(jié)）。
d、粘結(jié)樹脂的類型與施工時的氣溫適合，主劑和固化劑、固化促進(jìn)劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻，一次調(diào)和量應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)用完。
②碳纖維粘貼的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
a、下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。
b、碳纖維粘結(jié)嚴(yán)實(shí)。
c、對于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓，每平方米少于10個可認(rèn)為合格；若每平方米在10個以上，則認(rèn)為不合格，需進(jìn)行補(bǔ)修。對于直徑在30mm以上的空鼓，只要出現(xiàn)，即認(rèn)為不合格，需進(jìn)行補(bǔ)修。
d、順纖維方向搭接長度不小于20cm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上，層間必須錯開至少50cm。
e、碳纖維材料規(guī)格，粘貼位置、長度、寬度、纖維方向、層數(shù)符合規(guī)定。
碳纖維布技術(shù)參數(shù)
當(dāng)然，如果要是選擇碳纖維加固價格上面也會有更多的優(yōu)勢，減少工程維護(hù)中的成本，還能夠大幅度提高工程的質(zhì)量，碳纖維布加固的價格按照每平方來計(jì)算，一般碳纖維布加固的價格主要看碳纖維布和碳纖維膠水的質(zhì)量，在一個要看施工的難易程度了，這兩方面決定了碳纖維布加固的價格。
一般市場上碳纖維加固的價格在220--400之間，因此這才是現(xiàn)在的所有的加固方式中值得進(jìn)行選擇的產(chǎn)品，作為開發(fā)商，投資的回報率也會相對高很多，也能夠在居民的生活中有更多的更好的效果。

碳纖維布加固每平方多少價錢？
伴隨著社會的前進(jìn)，建筑物也越來越多了，建筑物在進(jìn)過幾十年的風(fēng)吹雨打，不管是建筑的外表仍是內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會呈現(xiàn)損壞，這個就需要我們隊(duì)建筑物進(jìn)行改造加固了，在我國的建筑物的發(fā)展史上，改造加固中運(yùn)用的資料也是那幾種，知名品牌，巧力牌粘鋼膠、碳纖維布、碳纖維膠、植筋膠、高強(qiáng)度化學(xué)錨栓。
下面我就做為小編為我們來介紹一下：
1、懸臂橋墩角隅處的裂縫(因?yàn)椴糠謶?yīng)力引起)。
以上可采用刻槽關(guān)閉或鑿槽嵌補(bǔ)方法，加配鋼筋修補(bǔ)法，鋼板張貼修補(bǔ)裂縫，外表噴漿修補(bǔ)裂縫，用柔性外表關(guān)閉法修補(bǔ)裂縫，灌漿關(guān)閉裂縫修補(bǔ)法等。
2、墩臺網(wǎng)狀裂縫(因?yàn)榛炷量s短枯燥引起或混凝土內(nèi)部水化熱和外部氣溫的溫差及日氣溫改變影響和日照影響而發(fā)生的溫度拉應(yīng)力)。
3、墩臺身的水平裂縫(多為混凝土灌輸不良所引起)
4、翼墻和前墻開裂的裂縫(往往因?yàn)閴﹂g的填土不良。凍脹或底層承載力不足，引起下沉或外傾而發(fā)生開裂)。
6、雙柱式橋墩下承臺的豎向裂縫(因?yàn)闃痘鲁敛痪鶆蚧虿糠謶?yīng)力所形成的)。
5、由支承墊石從下向上發(fā)展的裂縫(主要是因?yàn)槎张_帽在支承墊石下未安置鋼筋所形成的或可能受到較大的沖擊力)。
7、橋墩墩帽順橋軸線橫貫墩帽的水平裂縫(主要是部分應(yīng)力所形成的，因梁和活載的作用力集中地經(jīng)過支座傳至橋墩，使其周圍墩頂其他部位發(fā)生拉應(yīng)力)。
8、從根底向上發(fā)展至墩臺上部的裂縫(根底松軟發(fā)生不均勻沉降形成)。
9、鑲面石杰出的裂縫(因?yàn)殍偯媸c墩臺連接不良所引起)。
10、墩臺蓋梁自上而下的筆直裂縫(樁基下沉不均勻而引起蓋梁上的不均勻受力)。
11、支承相鄰不等高的墩蓋梁、雉墻上的豎向裂縫(因?yàn)椴糠謶?yīng)力所形成的)。

碳纖維加固相信大家都不會陌生，作為一種新型的加固方法，碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)，施工簡便的特性。在建筑加固行業(yè)中，碳纖維加固技術(shù)越來越火，
其在混凝土加固中，在混凝土梁、板、柱、橋墩等工程結(jié)構(gòu)中都能看到碳纖維的身影。作為一種新型的加固方法，與傳統(tǒng)加固方法相比，原來還有這么多的優(yōu)勢。
下面恒固就中肯的為大家介紹一下碳纖維布加固的優(yōu)勢和局限性。
碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
碳纖維布加固技術(shù)這幾年在建筑加固業(yè)內(nèi)躥紅，正是由于它有以下優(yōu)點(diǎn)。
1、采購成本低廉，也能從根本上降低工程造價；
2、因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量輕，密度比較低，在重量上所占不大比重，碳纖維布方便簡潔，可以像布一樣被裁剪，從而提高施工的效率；
3、碳纖維布可以根據(jù)需求進(jìn)行多層粘貼，但不可超過4層; 養(yǎng)護(hù)十分簡單，一般情況下只需要加固一次，后期建筑不會產(chǎn)生任何問題。
4、在使用的過程當(dāng)中基本上不會讓原來的固件尺寸發(fā)生明顯的改變，同時又不會影響到原來產(chǎn)品尺寸大小的材料。
5、碳纖維布加固時不需要動用大型機(jī)器。
6、碳纖維布是綠色、環(huán)保型的材料，具有耐腐蝕、耐久、耐濕熱老化、耐儲存等性能。
碳纖維的優(yōu)質(zhì)性能，在鋼結(jié)構(gòu)加固中得到了應(yīng)用，而且它的應(yīng)用很廣泛。碳纖維加固分為碳纖維布加固和碳纖維板加固，無論是布還是板加固也好，都能發(fā)揮出碳纖維材料的優(yōu)勢。
碳纖維布加固優(yōu)勢明顯，局限性也要知道。
碳纖維布加固的局限性
碳纖維布加固技術(shù)也一樣，有它的局限性。但是碳纖維復(fù)合材的性能還在不斷的提升中。
1、施工環(huán)境溫度在5～35℃范圍內(nèi)，相對濕度不大于70%。
2、碳纖維的抗拉彈性模量相對其強(qiáng)度過低，其與鋼筋共同工作時，當(dāng)鋼筋完全發(fā)揮強(qiáng)度時CFRP才發(fā)揮出不到20%的強(qiáng)度，從而在結(jié)構(gòu)的適用荷載內(nèi)無法充分利用碳纖維的強(qiáng)度。
3、目前碳纖維布市場魚龍混雜，普通難以辨別優(yōu)劣，還需要專業(yè)人士區(qū)分。
4、目前的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面，當(dāng)試件的表面有一定的曲率時，CFRP在受拉的同時還將受到一個由曲率引起的剝離應(yīng)力。
5、粘貼碳纖維布的時候，如果收到的力超過了極限值會出現(xiàn)斷裂。
碳纖維布加固能這么火，就說明了它在很多方面已經(jīng)勝過傳統(tǒng)加固方式。
在建筑加固時，要選擇合適的加固方法，選加固材料的時候要看它適不適合目前工程，還要看材料的質(zhì)量如何，這些都是會影響到建筑加固的質(zhì)量。