碳纖維布輕質(zhì)高強、適用面廣、施工方便快捷等優(yōu)點不言而喻，因而碳纖維布加固法作為一種新型的、技術(shù)含量高的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，在加固領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具有很大的推廣價值和社會經(jīng)濟效益。本文將碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的幾種加固技術(shù)進行了分析，并且全面闡述了碳纖維加固的優(yōu)點和在工程應(yīng)用中需注意的幾點不足。另外，本文還將碳纖維布加固與粘鋼加固進行對比換算，并提出在不同條件下選用不同加固方案。
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行，須對其進行加固處理；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)濟建設(shè)的沉重負擔(dān)并制約了進一步的發(fā)展。
加固改造具有三個突出的優(yōu)點：投資少、工期短、省空間，這些都會帶來顯著的經(jīng)濟效益，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)進行修復(fù)加固，不僅可以使的生命及財產(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。
碳纖維增強塑料（Carbon Fiber 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。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)進行研究的是德國IBMB研究院和瑞士的EMPA實驗室，日本、韓國和美國緊隨其后，碳纖維塑料對鋼筋混凝土進行修復(fù)加固在發(fā)達國家已成為一項成熟技術(shù)②。
與傳統(tǒng)加固方法比較，碳纖維增強塑料具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在③：
1）強度高、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)的保護作用，間接增加了混凝土保護層，從而達到雙重效果。
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、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，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)濟價值和社會效益。
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行對比：
碳纖維布輕質(zhì)高強，厚度為0.111-0.167mm，抗拉強度高，為普通鋼材的8-10倍，但各向異性，即抗拉強度高但抗剪強度低；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)性能為各項同性，受力性能好；施工時需夾具和施工機具， 施工工序和施工操作性較碳纖維布復(fù)雜。
下表中，我們對碳纖維布與鋼板進行換算，通過分析得出：
對于普通小荷載結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，其補強所需面積較小，粘貼碳纖維布1-2層即可滿足要求時，優(yōu)先選用粘貼碳纖維布加固，其經(jīng)濟性和施工操作性優(yōu)勢明顯：而當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件補強所需面積較大時，即粘貼碳纖維布超過2-3層時，優(yōu)先選用粘鋼加固方案，可大幅提高結(jié)構(gòu)的承載力或受力性能，并取得良好的經(jīng)濟性。
隨著我國經(jīng)濟建設(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。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)達到要求，盡可能減少對社會的損失，都值得我們認真思考。
碳纖維布具有強度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點，在建筑加固中具有廣闊的前景。隨著科技的不斷進步，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。

隨著使用年限的推移，建筑物會出現(xiàn)各種各樣的病害，比較常見的，就是建筑物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，小的裂縫不會有太大的影響，但是有的裂縫超過了一定的寬度和限值之后，就會影響建筑物的耐久性和適用性，裂縫一旦產(chǎn)生，就容易受各種因素影響，不斷擴大和腐蝕內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以人們現(xiàn)在對建筑物裂縫都非常重視。
目前常用的修補裂縫的方法就是利用碳纖維膠和碳纖維布進行修補加固。
裂縫對建筑物的危害一般分為以下幾點：
1.鋼筋腐蝕裂縫。這種是由于鋼筋出現(xiàn)空氣和水氣腐蝕，出現(xiàn)鐵銹，鐵銹使鋼筋體積變?yōu)樵瓉淼?~4倍，致使建筑水泥出現(xiàn)裂縫，裂縫加速鋼筋腐蝕，惡性循環(huán)。
2.低溫的影響。北方冬天氣溫變冷相對比較明顯，低溫導(dǎo)致熱脹冷縮出現(xiàn)裂縫，然后水氣進入裂縫之中，在低溫的時候水氣結(jié)冰，體積膨脹，擴大裂縫，久而久之裂縫增大，甚至腐蝕內(nèi)部鋼筋。
所以，當建筑物出現(xiàn)裂縫時，就要用碳纖維膠和碳纖維布對建筑物進行修補。黏貼碳纖維布工藝是用單向碳纖維布，配套碳纖維膠，垂直于裂縫一條條排列粘貼，碳纖維布和原本的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共同受力，增大建筑物的抗拉和抗震能力，這種方法施工十分快捷方便，而且碳纖維布輕便，不會對原本建筑增加重量，是目前國際主流的裂縫處理方法。
對于我們從事加固行業(yè)的人來說碳纖維布也不定都不陌生，大家也經(jīng)常聽到一級300g、一級200g、二級300g、二級200g規(guī)格的碳布，那么對于這些規(guī)格的碳纖維布大家真的那么了解么？現(xiàn)在給大家介紹下如何區(qū)分這幾種規(guī)格的碳布。
根據(jù)碳纖維的強度等級可分為一級和二級。
一級碳纖維布和二級碳纖維布在外觀上是看不出區(qū)別的，只是力學(xué)性能有區(qū)別。
一級碳纖維布的抗拉強度≥3400MPa，彈性模量≥230GPa，伸長率≥1.6%；
二級碳纖維布的抗拉強度≥3000MPa，彈性模量≥200GPa，伸長率≥1.5%。
一級碳纖維布和二級碳纖維布在外觀上看不出區(qū)別，需要送實驗室進行檢測才可以分辨出碳布的強度等級。但不同廠家為了區(qū)別一級和二級會在生產(chǎn)時自己做好記號。
碳布按單位面積克數(shù)分為200g和300g，其實200g表示的是1㎡碳布的質(zhì)量是200g，同理300g碳布表示的是1㎡碳布的質(zhì)量為300g。
由于碳纖維的密度是1.8g/cm3，可以計算出300g碳布的厚度為0.167mm，200g的碳布厚度為0.111mm。有時候設(shè)計圖紙也會不提克重，而直接說厚度，其實厚度為0.111mm的碳布就代表的是200g碳布。
那么又如何區(qū)分200g/㎡、300g/㎡的碳布呢，其實簡單的方法直接數(shù)碳纖維原絲束的數(shù)量就可以。
我們加固行業(yè)用的碳纖維基本都是12K，12K碳纖維原絲的線密度為0.8g/m，所以10cm寬的200g/㎡碳纖維布擁有25束碳纖維原絲，10cm寬的300g/㎡碳纖維布擁有37束碳纖維原絲。
在碳纖維布采購時，經(jīng)常有人會問到碳纖維布的抗拉強度是多少，大部分人會告訴你是3400MPa，其實這個是一級碳纖維布的抗拉強度標準值。還有一個抗拉強度設(shè)計值也會偶爾提到。那這兩個值在實際中有什么意義呢？
碳纖維布加固法是將抗拉強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強的結(jié)構(gòu)上，形成一個整體，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)的強度、剛度、抗裂性和延伸性，達到結(jié)構(gòu)補強和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。

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)標準低、通行能力差的問題，以至于無法滿足當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營，延長橋梁的使用年限，對橋梁檢測、養(yǎng)護、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，進而提高墩柱抗壓強度。
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，同時兼顧施工操作的可行性。碳纖維布輕質(zhì)高強，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)合材高抗拉強度、同時改變梁受力性能，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可。

現(xiàn)實生活中地震一直是自然災(zāi)害中對人類傷害的之一，在地震之后，建筑物結(jié)構(gòu)受損嚴重，出現(xiàn)裂縫，甚至倒塌等情況。因此，小悍覺得，現(xiàn)有建筑進行抗震加固的目的就是為使既有建筑達到抗震加固的基本要求，即就是在發(fā)生地震的時候建筑結(jié)構(gòu)能夠不倒塌傷人。
地震之后，各項救災(zāi)工作有條不紊的開展，建筑物的修復(fù)和加固工作更是重中之重。那么，建筑物怎么進行加固修復(fù)呢？
經(jīng)歷地震后，有關(guān)鑒定部門都會對建筑物進行一個抗震鑒定，然后根據(jù)其結(jié)果對建筑物進行抗震加固設(shè)計。眾所周知，傳統(tǒng)抗震加固方法有粘鋼加固、加大截面加固法、纏繞鋼絲加固法等。今天，小悍就給大家介紹一種既實惠又好用的加固材料---悍馬碳纖維布。
碳纖維布加固法是近年來新興的加固方法，針對結(jié)構(gòu)裂縫、承載力不足等都有其加固的優(yōu)勢，隨著國家加大對建筑的抗震加固力度，碳纖維布發(fā)揮其優(yōu)良性能，在抗震加固中卻大有作為。我們知道，在建筑物中，真正承重的是柱子，所以在加固的時候，為提高柱子延性，我們都會針對柱子做碳纖維布環(huán)束法加固，對混凝土柱施加一環(huán)向約束，提高混凝土軸心承載力以及混凝土柱的延性，達到抗震加固的目的。
在采用碳纖維布對建筑物抗震加固時，必須遵循以下幾點原則：
1.因為建筑物本身受損嚴重，所以在施工過程中一定要保證不要二次傷害建筑物的結(jié)構(gòu)。所以目前來說，碳纖維布加固是對建筑物損耗小的一種加固方法，推薦在災(zāi)區(qū)大量推廣；
2.在進行建筑物抗震鑒定之后，確定適合建筑物的加固方法，切不可憑經(jīng)驗直接施工，畢竟這是關(guān)乎人命的事情；
3.荷載傳遞的合理性，盡量保持原結(jié)構(gòu)的合理傳力途徑，消除或減少原結(jié)構(gòu)傳力途徑的缺陷。