碳素纖維在具有高強(qiáng)度，高彈性率的同時(shí)，更擁有自重，輕和耐久性的特征。從早航空、宇宙關(guān)聯(lián)器材的應(yīng)用開(kāi)始，到體育用品和機(jī)械產(chǎn)業(yè)的用途，近年，作為混凝土構(gòu)造物補(bǔ)強(qiáng)材料的替代品，被廣泛應(yīng)用在高速公路、鐵道橋和橋的橋墩、隧道、建筑物的抗震補(bǔ)強(qiáng)工事中。
碳纖維加固布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，通常采用12K碳纖維絲織造。高強(qiáng)度，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)建自重及截面尺寸。適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)形狀的加固修補(bǔ)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。施工便捷，無(wú)需大型機(jī)具設(shè)備，沒(méi)有濕作業(yè)，無(wú)需動(dòng)火，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)備，施工占用場(chǎng)地少，施工工效高。高耐久，由于不會(huì)生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用。
土木建筑，橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補(bǔ)強(qiáng)材料:碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套膠粘劑共同使用，可構(gòu)成完整的性能的同固碳纖維布材增強(qiáng)體系。該體系適用于梁、 柱、板、隧道、圓形、弧等。
眾所周知，建筑加固用的碳纖維布擁有很高的強(qiáng)度，加固效果的好壞與碳纖維布和混凝土基材的粘結(jié)性能密切相關(guān)。由于各種原因，碳纖維加固常常發(fā)生剝離破壞，此時(shí)，碳纖維布的應(yīng)力并未達(dá)到其抗拉強(qiáng)度，甚至還在較低的水平上，因而其高強(qiáng)性能得不到發(fā)揮。這種破壞很突然，屬于脆性破壞，發(fā)生這種破壞導(dǎo)致碳纖維布的加固效果大幅下降。
粘貼碳纖維布時(shí)如果不施加錨固措施，通常在集中力作用附近出現(xiàn)裂縫后很快就會(huì)產(chǎn)生剝離破壞的發(fā)生，這個(gè)時(shí)候碳纖維布的應(yīng)力往往很低。
為此，采用U型錨固的方式來(lái)組織結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展，推遲碳纖維布的剝離破壞，提高碳纖維布的應(yīng)力。同時(shí)，U型錨固還可以提高梁的抗剪能力，在板中，垂直于縱向加固碳纖維布方向的壓條可以分擔(dān)荷載，提高抗剝離能力。
注意，密布U型錨固的形式有助于提高碳纖維布的應(yīng)力位，從而提高構(gòu)件的加固效果。但如果U型錨固間距過(guò)密，則不利于碳纖維布沿長(zhǎng)度方向的應(yīng)力傳遞，會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，碳纖維布提早破壞。因此，在加固時(shí)，建議U型錨固的間距大于300mm。
粘貼碳纖維布用膠粘劑的性能同樣對(duì)碳纖維布的應(yīng)力發(fā)揮起著重要的作用。因此，工程中使用的加固材料通過(guò)可靠的安全鑒定和質(zhì)量認(rèn)證，是保障加固成功的關(guān)鍵問(wèn)題之一。嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)范進(jìn)行選材和施工也是防止剝離破壞的一個(gè)重要方面。
采用U型錨固、纖維鉚釘、改善膠粘劑的性能均可以推遲碳纖維布剝離破壞的發(fā)生，提高碳纖維布應(yīng)力發(fā)揮程度，從而提高構(gòu)件的加固效果。除此之外，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量、粘貼碳纖維布的層數(shù)及構(gòu)件表面處理等也是抗拒剝離的可行措施。

薄薄的一層布，竟可加固建筑結(jié)構(gòu)，如此神奇，其原理是什么呢？用于建筑加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度為同等截面鋼材的7-10倍。碳纖維布經(jīng)環(huán)氧膠粘劑與混凝土構(gòu)件粘接后，各碳纖維絲共同受力，大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度，從而達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。
建筑加固施工采用碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于：①輕質(zhì)、高強(qiáng)高效，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)；②基本不影響原結(jié)構(gòu)的外觀且不對(duì)原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害；③其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐候性、腐蝕性以及抗疲勞性能等。
但采用碳纖維布加固法進(jìn)行建筑加固時(shí)，對(duì)質(zhì)量把控尤為重要，需按正常的施工程序走，否則建筑加固效果大大打折扣。
碳纖維布施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)：
1.施工溫度：宜在5℃以上的溫度環(huán)境下進(jìn)行施工，且配套使用符合施工使用溫度的樹(shù)脂。若環(huán)境低于5℃溫度時(shí)，應(yīng)配套使用低溫的樹(shù)脂或采取升溫措施。
2.放線定位：應(yīng)按建筑加固設(shè)計(jì)圖部位放線定位，再做表面處理和粘貼碳纖維布。
3.配制把控：按使用規(guī)定比例配比的樹(shù)脂配制攪拌的容器不得有油污及雜質(zhì)，且攪拌直至色澤均勻?yàn)橹?。另需根?jù)實(shí)際溫度環(huán)境把握樹(shù)脂的每次拌合量和使用時(shí)間。
4.表面處理：粘貼前板底先要打磨平整，除去表層油污、浮漿等雜質(zhì)，直至完全露出結(jié)構(gòu)新面，且混凝土表面要保持干燥；若有鋼筋露出其部位要做防銹措施，如損壞程度嚴(yán)重，須采用其它措施，以確保安全；另轉(zhuǎn)角粘貼處須進(jìn)行倒角處理打磨成圓弧狀，且圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。
5.按比例準(zhǔn)確配制好底膠并攪拌均勻，注意一次調(diào)和量在可使用時(shí)間內(nèi)用完，超過(guò)時(shí)間的不能使用，以確保粘接質(zhì)量；底膠硬化后，在表面有凸起部分時(shí)，要用磨光機(jī)或砂紙打光。
6.粘貼碳纖維布：粘貼碳纖維布時(shí)要從中間向兩側(cè)進(jìn)行粘貼，可避免施工時(shí)產(chǎn)生氣泡影響建筑加固效果。
7.碳纖維布的建筑加固施工應(yīng)由熟悉施工工藝的專業(yè)建筑加固公司精心組織、精心施工完成，方可達(dá)到預(yù)期效果。

近年來(lái)，碳纖維布以其出色的機(jī)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?、砌體、鋼等構(gòu)件的加固修復(fù)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(shí)候，基材為磚塊和砂漿兩種材料組成，因?yàn)槠鲶w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(shí)，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(fù)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(qiáng)度也大不相同，無(wú)法統(tǒng)一評(píng)定其表面強(qiáng)度，只能分別確定砌塊和砂漿的表面強(qiáng)度。一般情況下，砌體結(jié)構(gòu)的表面強(qiáng)度均不如混凝土結(jié)構(gòu)的表面強(qiáng)度。
混凝土結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)度較高，根據(jù)GB50367-2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定當(dāng)混凝土構(gòu)件粘貼碳纖維布加固的時(shí)候混凝土表面強(qiáng)度等級(jí)不得小于C15，且混凝土表面正拉粘結(jié)強(qiáng)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(duì)二者采取針對(duì)性的粘貼工藝：
當(dāng)砌體結(jié)構(gòu)采用粘貼碳纖維加固的時(shí)候，需要將砌體結(jié)構(gòu)表面缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，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(qiáng)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(lái)進(jìn)行施工。
混凝土結(jié)構(gòu)粘貼碳纖維布的時(shí)候，需要將所加固構(gòu)件進(jìn)行打磨露出新混凝土，將松動(dòng)混凝土剔除，表面清潔并對(duì)混凝土構(gòu)件陽(yáng)角進(jìn)行圓化處理，將有缺陷地方進(jìn)行修補(bǔ)，然后再進(jìn)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(wèn)題具體對(duì)待，才能不做無(wú)用功。

碳纖維布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，采用日本碳纖維絲織造?？商峁﹥煞N厚度：0.111mm(200g)和0.167mm(300g)。多種寬度：100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料 與中德新亞公司配套浸漬膠共同使用成為碳纖維復(fù)合材料，可構(gòu)成完整的、性能的碳纖維布片材增強(qiáng)體系, 適用于處理建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于設(shè)計(jì)值、結(jié)構(gòu)裂縫處理、惡劣環(huán)境服役構(gòu)件修繕、防護(hù)的加固工程，以及體育用品、工業(yè)產(chǎn)品等...
樓板在建筑結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著很重要的職責(zé)，它是一種分隔承重構(gòu)件，是墻、柱水平方向的支撐及聯(lián)系桿件，保持墻柱的穩(wěn)定性，并能承受水平方向傳來(lái)的荷載，再把這些荷載傳給墻、柱，再由墻、柱傳給基礎(chǔ)。
碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是鋼材的10倍左右，壽命超過(guò)50年，加固樓板適用性高。粘貼碳纖維布前，一定要徹底清潔樓板附著物，用丙酮擦拭干凈，保持干燥備用。本著可靠錨固、節(jié)約材料的原則，粘貼碳纖維布的情況應(yīng)酌情而定，一般情況下不宜超過(guò)4層。
采用碳纖維布加固時(shí)，應(yīng)采取措施卸除或大部分卸除作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載。
若不卸荷，加固后，結(jié)構(gòu)成承受的是樓板加活荷載的重力，這時(shí)候張貼碳纖維布，則碳纖維布不承受重力，因此就不能充分發(fā)揮其作用。只有再貼碳纖維布才能受力，達(dá)到加固的目的，一方面也造成了材料的狼費(fèi)。
因此加固前卸荷，碳纖維布才能直接受力，發(fā)揮強(qiáng)大性能。
我們?cè)跇前迳咸砑釉O(shè)備，超過(guò)了樓板的原始承載力，這時(shí)候就需要粘貼碳纖維布加固來(lái)提高結(jié)構(gòu)荷載，達(dá)到當(dāng)前的荷載需求。那么問(wèn)題來(lái)了，采用碳纖維布加固，承載力提高有范圍界限嗎？
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有一個(gè)概念叫“強(qiáng)剪弱彎”，意思就是，使鋼筋混凝土構(gòu)件中與正截面受彎承載能力對(duì)應(yīng)的剪力低于該構(gòu)件斜截面受剪承載能力的設(shè)計(jì)要求，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件在發(fā)生受彎破壞前不先發(fā)生剪切破壞，用以改善構(gòu)件自身的抗震性能。
通俗一點(diǎn)的說(shuō)法，受彎破壞是延時(shí)破壞，先表現(xiàn)為有預(yù)兆的開(kāi)裂、下?lián)系取６芗羝茐氖谴嘈云茐?，沒(méi)有預(yù)兆，瞬時(shí)發(fā)生，危險(xiǎn)性更大。所以，我們要人為控制這個(gè)更大的破壞發(fā)生危險(xiǎn)源。
所以，規(guī)定在粘貼碳纖維布加固樓板時(shí)，其正截面受彎承載力提高幅度不應(yīng)超過(guò)40%，不僅是為了控制加固后構(gòu)件的裂縫寬度和變形，更要先驗(yàn)算其受剪承載力，避免因受彎承載力提高后而導(dǎo)致構(gòu)件受剪破壞先于受彎破壞。