隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、人們對生活品質(zhì)要求的不斷提高，結(jié)構(gòu)加固的重要性日益凸顯而出。近年來，我國結(jié)構(gòu)加固行業(yè)受到了高度的重視，新型加固技術(shù)與加固材料也在不斷涌現(xiàn)。碳纖維布加固與粘鋼加固，是如今加固技術(shù)中受矚目的兩種方法，二者在諸多方面都有相似之處，那么在實(shí)際的應(yīng)用之中，能否互相替換呢？
碳布與粘鋼的相似之處，可以從適用范圍上說起。碳布與粘鋼同樣可用于受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件與受拉構(gòu)件，例如在梁底粘貼碳布或者鋼板，均可提高結(jié)構(gòu)承載力，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。另外，從原理上來看，碳布與粘鋼都是利用結(jié)構(gòu)膠將碳布或鋼板粘貼至混凝土基材上，令加固材料與基材形成整體共同受力。
從施工流程看，碳布與粘鋼也十分相似。兩種方法都受結(jié)構(gòu)膠影響較大，若結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量不合格，加固材料會與基材剝離，產(chǎn)生安全隱患甚至造成事故。同時(shí)兩種方法加固前均需要卸載，未進(jìn)行卸載或卸載不徹底都會產(chǎn)生二次受力，造成加固材料受力滯后。除此之外包括表面處理、施工溫度等都有高度的重合。
事實(shí)上，碳纖維布與鋼板在結(jié)構(gòu)加固中起到的作用，可以等同為增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的配筋率。因此，在一定程度上，碳纖維布加固與粘鋼加固可以相互替換。按照規(guī)范中要求的設(shè)計(jì)值，我們可以進(jìn)行簡單的對比，規(guī)范中I級300g碳布重要構(gòu)件的設(shè)計(jì)值為1600MPa，Q235鋼板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取215MPa，也就是說，在材料寬幅相同的情況下，可以大體認(rèn)為厚度1mm碳纖維布與厚度8mm鋼板加固效果相似。
如果僅憑借上面的結(jié)果，就認(rèn)為碳布加固效果遠(yuǎn)高于粘鋼，那就大錯特錯了。強(qiáng)度等級不同的碳纖維布厚度也不相同，加固中采用的I級300g碳布也不過0.167mm。雖然碳纖維布加固中存在多層加固的情形，但多不允許超過四層且從第二層起加固效果就會發(fā)生折減，與5mm厚鋼板的加固效果相比還是存在差距的。
上述對比情況是出于理想的角度，若想實(shí)際替換，則還需要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算求證。碳布與粘鋼的替換還有很多需要考慮的事宜，二者彈性模量相近，抗拉強(qiáng)度卻相差較高，因此若要充分發(fā)揮碳纖維強(qiáng)度，就需要原有結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的變形。因此，當(dāng)原結(jié)構(gòu)卸載不明顯或結(jié)構(gòu)變形較小時(shí)，粘鋼加固要明顯優(yōu)于碳纖維加固。
碳布與粘鋼，適用環(huán)境也不完全形同。碳纖維布除了具有較高的強(qiáng)度之外，耐磨耐腐蝕也是其優(yōu)點(diǎn)之一。從材料自身角度看，碳纖維布不會銹蝕，對于長期處于惡劣環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，將是更好的選擇。另外，同規(guī)模的加固工程，粘鋼施工的造價(jià)，可能會達(dá)到碳布加固的2-3倍，需要引起注意。
綜上所述，碳纖維布加固與粘鋼加固的確能夠替換，前提是經(jīng)過慎重考量且符合實(shí)際要求。卡本提醒大家，加固設(shè)計(jì)、方案的改動，一定要經(jīng)由專業(yè)人士設(shè)計(jì)、審核與終確定，切莫隨意而為，忽視結(jié)構(gòu)生命安全。

碳纖維布粘貼技術(shù)由于不需要大型機(jī)具、設(shè)備、現(xiàn)場可任意裁剪，不像鋼板一樣需要專門的切割工具，故其施工工期短，一般比常規(guī)加固及補(bǔ)強(qiáng)方法縮短50%的時(shí)間，故可以節(jié)省大量的施工工期、機(jī)械臺班費(fèi)、人工費(fèi)。
碳纖維布粘貼技術(shù)的施工工藝相對比較簡單，但對施工過程要求較嚴(yán)，對施工人員的素質(zhì)要求較高。在實(shí)際施工中應(yīng)特別注意以下幾個(gè)方面的質(zhì)量控制：
01
加固必須遵循先加固后加載的原則進(jìn)行，必要時(shí)須進(jìn)行卸載處理（由設(shè)計(jì)人員驗(yàn)算確定）。
02
鋼筋混凝土構(gòu)件表面的處理程度將直接影響加固質(zhì)量效果。要求打磨平整直到露出新混凝土面。轉(zhuǎn)角粘貼處必須打磨成圓弧狀（R≥20mm），因?yàn)橹苯翘帟?dǎo)致應(yīng)力集中，從而影響其強(qiáng)度發(fā)揮。打磨完成后用壓縮空氣將灰塵吹凈。
涂底膠前，再用丙酮或酒精刷洗一遍，保證粘結(jié)面的清潔干凈，使得碳纖維與鋼筋混凝土構(gòu)件有一個(gè)良好粘結(jié)，形成一個(gè)有效復(fù)合體。表面污物浮漿沒去除干凈或不夠平整、錯臺的，將嚴(yán)重影響碳纖維布復(fù)合層與混凝土之間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度，直接影響施工質(zhì)量和加固效果。
04
碳纖維布一定要用碳纖維浸漬膠浸透，盡可能讓粘接劑充分滲入碳纖維單絲之間的空隙中，提高各單絲之間的共同工作性能。
按規(guī)定要求嚴(yán)格控制浸漬膠配制的比例，并攪拌至色澤均勻。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境溫度決定樹脂膠的拌合量，并按要求控制使用時(shí)間。
碳纖維布粘貼技術(shù)由于具有許多優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益，被廣泛地應(yīng)用于建筑物、隧道、橋梁、涵洞及地下結(jié)構(gòu)工程等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固工程中。由于采用了碳纖維布粘貼技術(shù)，有效提高原有結(jié)構(gòu)的承載能力、不增加構(gòu)件的結(jié)構(gòu)尺寸、施工方便、其綜合經(jīng)濟(jì)性能相當(dāng)顯著、大大的縮短工期等具有較大優(yōu)勢，隨著整個(gè)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這種技術(shù)必將成為未來鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的主流。

建筑加固改造是隨著建筑業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的，加固工程領(lǐng)域廣泛，涵蓋了房屋、橋梁、道路、隧道等各個(gè)不同的工程領(lǐng)域，是一個(gè)新型的朝陽行業(yè)。當(dāng)然，加固方法也是有很多種，碳纖維加固、粘鋼加固、植筋加固法等，其中，以碳纖維布加固居多。
碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一種新型的加固技術(shù)，已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用，并已產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益;在混凝土結(jié)構(gòu)的加固中，碳纖維布主要是分擔(dān)鋼筋的受力，即碳纖維布的主要作用是提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度。
隨著建筑由于各種原因造成承載力降低、混凝土強(qiáng)度降低或需要提高抗震能力和修補(bǔ)建筑裂縫，碳纖維加固法加固效果好，高強(qiáng)高效，適用面廣，質(zhì)量易保證，耐腐蝕及耐久性能，且這項(xiàng)技術(shù)具有施工簡便快捷、安全可靠、耐久性好，能適應(yīng)各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)外形，不影響原結(jié)構(gòu)的外觀等諸多優(yōu)點(diǎn)，碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)將有廣闊的應(yīng)用前景。
碳纖維加固修補(bǔ)技術(shù)具有如下的優(yōu)越性：
（1）優(yōu)異的力學(xué)性能，可有效地應(yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展、增加結(jié)構(gòu)的延性。
（2）優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，使經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)和維修的結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線侵蝕和防水能力；具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力。易子外加防火涂層后有效地防火?？梢源蟠笤鰪?qiáng)結(jié)構(gòu)對惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力，延長結(jié)構(gòu)壽命，這是包鋼方法不可比擬的。
（3）材料的輕質(zhì)高強(qiáng)，可以不增加結(jié)構(gòu)體積，所增加的結(jié)構(gòu)自重幾乎可以不計(jì)。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，不像傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方法需要眾多工種、大量勞動力、大型施工設(shè)備及吊裝機(jī)械。因而可以在傳統(tǒng)技術(shù)無法施工的有限作業(yè)空間內(nèi)實(shí)施。而且進(jìn)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(yùn)營或斷路施工的時(shí)間，極大地降低經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。

我國乃橋梁大國，尤其自改革開放以來，在橋梁建設(shè)方面我國取得了巨大的成就。然而伴隨著橋梁總數(shù)量的不斷上升，大部分橋梁正面臨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低、通行能力差的問題，以至于無法滿足當(dāng)今日益增長的交通需求，甚至已經(jīng)威脅到橋梁的行駛安全。
為了保證橋梁的安全以及正常運(yùn)營，延長橋梁的使用年限，對橋梁檢測、養(yǎng)護(hù)、維修等是必不可少的。但隨著橋梁使用年限的不斷增加，易出現(xiàn)承載能力下降、通行能力超限的問題，這時(shí)就需要對橋梁采取必要的維修與加固措施以滿足新的使用需求。
由于橋梁使用功能的特殊性，并非所有橋梁都適合加固。首先，加固改造后的橋梁，在承載力、耐久性能上都需滿足使用上的要求。對橋梁進(jìn)行加固并非意味著可以無限制的提升橋梁承載力，需要考慮到新的加固體系與舊的混凝土結(jié)構(gòu)的整體性與共同工作。避免出現(xiàn)加固體系受力滯后而混凝土結(jié)構(gòu)優(yōu)先破壞的情況。
在橋梁的主梁加固中，可以將碳纖維布等效為鋼筋，沿橋梁主拉應(yīng)力方向粘貼碳纖維布，同時(shí)兩端設(shè)置錨固段，可有效防止裂縫的生成以及提高主梁的抗彎剛度；也可粘貼在梁的側(cè)面，發(fā)揮類似箍筋的作用機(jī)理，提高主梁抗剪承載力。碳纖維布也可用于軸心受壓的墩柱加固中，可采用環(huán)向圍束法，在墩柱上纏繞碳纖維布對柱體側(cè)向變形起到約束，進(jìn)而提高墩柱抗壓強(qiáng)度。
在橋梁加固中，必須盡可能地減少對原結(jié)構(gòu)的擾動、損傷以及加固后自重的增加，同時(shí)兼顧施工操作的可行性。碳纖維布輕質(zhì)高強(qiáng)，且施工方便的特性，在橋梁加固中可得到充分的發(fā)揮。因此碳纖維布在橋梁中，可用于主梁、墩臺等承重構(gòu)件中，也可在非承重構(gòu)件中加固使用。
事實(shí)上，雖然碳纖維布在橋梁加固中施工方便且對原結(jié)構(gòu)影響小，但礙于其受力滯后的特性，在橋梁加固中難以發(fā)揮材料的高強(qiáng)度優(yōu)勢。而預(yù)應(yīng)力碳板，結(jié)合預(yù)應(yīng)力技術(shù)，能夠充分發(fā)揮碳纖維復(fù)合材高抗拉強(qiáng)度、同時(shí)改變梁受力性能，為橋梁加固提供了全新的方法。預(yù)應(yīng)力碳板尤其適用于大跨徑橋梁的加固，正逐步得到越來越多的認(rèn)可。