很多沒有從事了解過這行的朋友也許對碳纖維布感覺到非常的陌生，因?yàn)閲鴥?nèi)碳纖維布也是這幾年才慢慢流行于建筑當(dāng)中來的，能夠在房屋建筑中起到很好的用途，利于一些特別是用在時(shí)間比較長的混泥土商，我們都是挺常用的.
碳纖維是隨著各類事業(yè)發(fā)展起來的新型材料，近年來被廣泛的應(yīng)用于航空、車輛、體育休閑、水利、鐵路等項(xiàng)目中，今天我們討論的建筑碳纖維，顧名思義就是建筑工程上用的碳纖維加固材料，它是如何在建筑上運(yùn)用的?一起來看一看。
建筑用的碳纖維是什么材料制作的?
建筑用的碳纖維是采用聚丙烯腈基原絲編織而成的單向布，單向碳纖維布應(yīng)用于對混凝土、鋼或者其他構(gòu)件的修復(fù)、加固效果明顯，其抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到3500MPa以上，為普通建筑用鋼材的10倍，而比重僅為鋼材的四分之一，是建筑加固的得力助手?？偟囊痪湓?，建筑碳纖維是一種高強(qiáng)輕質(zhì)的高性能材料。
碳纖維只可以用來加固受損的建筑嗎?
碳纖維除了用于加固受損建筑，還可以用于建筑功能改造、荷載增加等。
碳纖維的優(yōu)點(diǎn)
1、自重輕，施工方便快捷，不增加結(jié)構(gòu)荷載;
2、輕度高，能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪加固;
3、柔和性好，不受結(jié)構(gòu)(梁、柱、通風(fēng)筒、管道、墻體等)外形限制;
4、耐久性佳，抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境氣候變化的能力強(qiáng);
5、抗高溫、抗蠕變、抗磨蝕、抗震性能好;
6、符合環(huán)境要求;
7、適用范圍廣、混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固。
建筑用碳纖維型號
克重:200g/㎡、300g/㎡
厚度：0.111mm(200g)和0.167mm(300g)
寬度：100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。
建筑碳纖維膠
建筑碳纖維膠是建筑碳纖維布的配套用膠，包括底膠、找平膠和浸漬膠。底膠的作用是對鑿除后的破損混凝土進(jìn)行滲透粘結(jié)加固，若構(gòu)件表面完好無損則無需進(jìn)行加固;找平膠用于加固構(gòu)件表面缺陷的修補(bǔ)找平;浸漬膠用于浸漬和粘結(jié)碳纖維布，從而對構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。
碳纖維施工
1.混凝土表面處理
混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層，油污、污物等，然后用角磨機(jī)磨去1~2mm厚表層，混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應(yīng)進(jìn)行倒角處理，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮沉，然后用棉布蘸酒精試凈表面，保持干燥備用。若被補(bǔ)強(qiáng)的混凝土存在裂縫，應(yīng)先視裂縫大小選用HM-120M灌注膠或HM-120L灌縫膠灌注后再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
2.底膠施工
施工時(shí)，底膠A、B兩組份按規(guī)定的配膠比例稱重，倒入潔凈容器內(nèi)并攪拌均勻(攪拌時(shí)沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。用毛刷或滾筒刷在混凝土表面均勻涂刷，膠表層干燥以后，可視具體情況進(jìn)行多次涂刷，但是涂層厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后(固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時(shí))，再進(jìn)行下一道工序。)每次配制的皎液應(yīng)在膠的適用期內(nèi)一次用完。
建筑碳纖維
3.找平施工
混凝土表面氣孔及問題應(yīng)使用找平膠補(bǔ)平。存在凹陷部位時(shí)，將配置好的找平膠用刮刀嵌刮進(jìn)行修補(bǔ)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用找平膠填補(bǔ)，盡量減少高差。轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用找平膠將其補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。找平膠須固化后(固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不少于2小時(shí))，方可進(jìn)行下一道工序。
4.碳纖維布的粘貼
將碳纖維浸漬膠均勻涂抹于被粘貼部位，拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。將碳纖維布拉緊對齊后粘貼，用塑料刮板 或滾筒(用去掉外邊絨毛的涂料滾筒即可)，沿同一方向反復(fù)滾壓，直至膠料滲出。然后在碳纖維布外表面也均勻涂抹浸漬膠，并反復(fù)滾壓，使浸漬膠雙向充分浸潤碳纖維布。若多層粘貼，待手指觸感干燥，可進(jìn)行下一層粘貼。碳纖維布若需搭接，搭接長度不宜小于100mm。
5.固化養(yǎng)護(hù)
施工完成后24小時(shí)內(nèi)防止雨淋或受潮，并注意保護(hù)，防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫20~25℃，固化時(shí)間不得少于3天;平均氣溫為10℃，固化時(shí)間不得少于7天。

碳纖維本身的抗拉強(qiáng)度是很高的，復(fù)合后表現(xiàn)的自然是增強(qiáng)效果。碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)主要是通過建筑結(jié)構(gòu)膠將兩者粘結(jié)成一體，保證兩者共同受力，而且碳纖維布材料輕且薄，基本不增加結(jié)構(gòu)自重，同時(shí)還能提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和延性，改善受力性能。重要的一點(diǎn)是對于碳纖維布和混凝土結(jié)構(gòu)界面力學(xué)性能的研究加快了該加固技術(shù)的使用。
像碳纖維布、鋼筋、竹子這些材料，很容易彎曲。所以，往往產(chǎn)生疑問，為什么這些東西，能用在很堅(jiān)固的建筑上面，作為承重呢？
換個(gè)角度，你就明白了。比如把這些材料兩端拉直，固定好，在上面放東西。即使承拉能力差的幾根竹子，在承載幾頓的重物下，也不會(huì)產(chǎn)生大的形變。碳纖維布，加固鋼筋混凝土的原理也是如此。假設(shè)對一個(gè)樓板進(jìn)行加固，在樓板底部用工業(yè)膠固定好碳纖維布。這時(shí)候，把樓板中間鋼筋全部切斷，那么樓板就相當(dāng)于重物，而碳纖維布就相當(dāng)于被拉直，死死固定在兩端，支撐住樓板，而自身不會(huì)產(chǎn)生大的形變。并且碳纖維同時(shí)具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。
這個(gè)時(shí)候，令人擔(dān)心的，反而是固定住碳纖維布的膠能不能死死的粘住梁、樓板跟碳纖維布，固定時(shí)使用的膠的好壞也是非常重要的。

碳纖維布加固技術(shù)于國內(nèi)早通過的規(guī)范是《碳纖維布片加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146：2003，現(xiàn)已經(jīng)被新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2013代替,使用碳纖維加固技術(shù)是采用配套粘結(jié)樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，形成一個(gè)新的復(fù)合體使增強(qiáng)貼片與原有鋼筋混凝同受力。增大結(jié)構(gòu)的抗拉或抗剪能力，提高強(qiáng)度、抗裂性、結(jié)構(gòu)的延性和抗震加固的作用。
（一）碳纖維加固適用范圍
纖維類材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是采用配套粘結(jié)樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和抗震加固的作用。適用于建筑梁、板、柱、墻等的加固，以及橋梁、隧道、煙囪、筒倉等其它土木工程的加固補(bǔ)強(qiáng)。加固方法普遍適用于房屋建筑和一般構(gòu)筑物中承受靜力作用的一般受彎及受拉構(gòu)件，對于受壓構(gòu)件、剛度不足構(gòu)件、承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件均不適合使用。對砌體結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固中也可以應(yīng)用。采用碳纖維布材加固的混凝土結(jié)構(gòu)，長期使用環(huán)境溫度一般不能大于60°C，特殊環(huán)境下采用此技術(shù)，必須采取相應(yīng)的防護(hù)措施。
（二）碳纖維布材加固混凝土結(jié)構(gòu)原理
構(gòu)件外部粘貼碳纖維布材加固法是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力分析計(jì)算結(jié)果和受力特征，應(yīng)用配套樹脂將碳纖維布材粘貼于強(qiáng)度不滿足受力要求的混凝土構(gòu)件外部相應(yīng)部位，以達(dá)到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補(bǔ)強(qiáng)加固方法。
外部粘貼碳纖維加固法的加固原理與粘貼鋼板加固基本相同，是利用其配套樹脂的抗剪切強(qiáng)度將混凝土構(gòu)件承擔(dān)的荷載傳遞給碳纖維布材，使后粘貼碳纖維布材和原鋼筋混凝土構(gòu)件共同承受外部荷載作用力的一種加固方法。
因同屬構(gòu)件外部粘貼加固，碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)也存在應(yīng)力滯后、應(yīng)變超前和卸荷的問題。設(shè)計(jì)施工時(shí)可根據(jù)直接卸荷和間接卸荷的適用范圍來確定采取不同的卸荷方式。
（三）外部粘貼碳纖維加固與外部粘貼鋼板加固優(yōu)缺點(diǎn)分析比較：
碳纖維材料本身相對比強(qiáng)度高、重量輕，加固施工后基本不改變原結(jié)構(gòu)的外型尺寸，同時(shí)基本不增加原結(jié)構(gòu)自重；碳纖維加固施工工藝流程簡單，施工工期短、效率高；碳纖維自身彈性模量高，加固后對溫度裂縫、銹脹裂縫等細(xì)微變形控制效果較好；碳纖維加固幾乎不用栓錨固定和外物加壓，對混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞；采用碳纖維加固法加固施工后，裝飾施工時(shí)無須處理界面，只在碳纖維布材施工后工序時(shí)灑砂粘貼即可；碳纖維加固雙層或三層粘貼時(shí)，因自身厚度較薄，幾乎沒有因厚度增加的剪力力矩影響，所以加固效果較好；碳纖維布材因其材料自身的柔韌性、可纏繞性，對狹窄工作面的加固施工加固效果獨(dú)特；碳纖維布材為各向異性材料，加固設(shè)計(jì)時(shí)一般只是利用其縱向的高強(qiáng)來補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件的拉彎強(qiáng)度，對于抗壓構(gòu)件和受力復(fù)雜的構(gòu)件加固效果較差；碳纖維加固一般不能補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件的剛度，用板材補(bǔ)強(qiáng)造價(jià)較高，其綜合效果不如粘貼鋼板或型鋼加固。

現(xiàn)實(shí)生活中我們會(huì)碰到很多混凝土層面的問題，有很多情況下，混凝土或多或少會(huì)出現(xiàn)一些避免不了的問題，所以我們應(yīng)該積極的去了解碳纖維布加固碰到實(shí)際問題的時(shí)候能夠產(chǎn)生什么樣意想不到的作用，
實(shí)際情況當(dāng)中碳纖維布適用于混泥土結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)的加固，效果是可觀的，不僅僅是能夠起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的效果，還有碳纖維布材料本身具備的屬性，故受到廣泛好評。
但是使用方法不當(dāng)也會(huì)使碳纖維布性能下降，達(dá)不到預(yù)期的加固效果。尤其是已建成的混凝土結(jié)構(gòu)的加固，更需要注意一些細(xì)節(jié)，以免造成損失。
此處以曼卡特碳纖維布為例，介紹一般碳纖維布的加固方法：
1、基面處理 ,基材表面應(yīng)全面打磨，無任何附著物。由于使用碳纖維布材的目的在于改進(jìn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)確定基面的狀況，以保證其能夠?qū)⒑奢d從布料傳遞至結(jié)構(gòu)表面。
2、滾涂底層環(huán)氧樹脂膠，并修正不合處（建議使用曼卡特配套環(huán)氧樹脂找平膠），上墨線。
3、滾涂環(huán)氧樹脂浸漬膠（建議使用曼卡特配套環(huán)氧樹脂浸漬膠）到粘結(jié)面上，膠量必須充足飽滿。
4、將裁剪好的碳纖維布貼于混凝土涂膠面，碳纖維布要平直、延展。
5、再次在布材面上滾涂環(huán)氧樹脂浸漬膠（建議使用曼卡特配套環(huán)氧樹脂浸漬膠），保證充分覆蓋布的表面，確保充分浸潤碳纖維布的纖維中。
6、使用硬橡膠棍或塑料刮板反復(fù)碾壓促使碳纖維布平直、延展、無氣泡，粘合劑充分滲透。
7、再次涂膠滲透，并使用刮板反復(fù)刮壓脫泡。
8、后用3—6mm的沙石（石英砂）噴灑在涂有膠的施工面上，確保粉刷層的粘結(jié)性。在這里，
實(shí)際施工過程中有很多需要注意的事項(xiàng)，能夠使得其效果能夠更大程度上發(fā)揮作用：
1、基面處理時(shí)，要確保無任何附著物。尤其是已建成的混凝土結(jié)構(gòu)，表面會(huì)有較厚的涂層，貼布前須清理干凈，并對表面進(jìn)行平整。
2、盡量使碳布平直、延展，以發(fā)揮碳纖維布的效力。（上墨線等方法）
3、如對混凝土裂縫進(jìn)行加固，碳布應(yīng)延裂縫的垂直方向粘貼，裁剪長度應(yīng)長于裂縫10公分。
4、粘貼部位有尖銳棱角的需要打磨成圓角，小內(nèi)徑為20mm?；孓D(zhuǎn)角處應(yīng)處理成光滑的圓弧。因?yàn)樘祭w維布抗折抗彎強(qiáng)度較差。應(yīng)避免直角彎折。
5、碳纖維布如有接頭，搭接長度應(yīng)為20mm，且接頭應(yīng)在基材全長的1/3處，不得在基材的中間。
6、涂抹浸漬膠，膠量要充足，使碳布充分浸透。