隨著既有建筑的不斷增多，結(jié)構(gòu)加固已經(jīng)成為建筑行業(yè)中不可缺少的一環(huán)，無(wú)論是結(jié)構(gòu)因功能改變需要提高承載力，還是進(jìn)行抗震加固，都離不開(kāi)結(jié)構(gòu)加固。結(jié)構(gòu)加固中采用的加固材料，從源頭上直接影響著加固的質(zhì)量，劣質(zhì)的加固材料，會(huì)降低加固效果，甚至導(dǎo)致加固失效，影響結(jié)構(gòu)安全性能。
在眾多的加固方法中，碳纖維布加固憑借施工簡(jiǎn)單、操作靈活、提高承載力明顯等優(yōu)點(diǎn)，逐步得到了越來(lái)越多的認(rèn)可，至今已成為常用的加固方法之一。碳纖維布使用廣泛，對(duì)結(jié)構(gòu)安全影響深遠(yuǎn)，為了保障結(jié)構(gòu)安全，在選用碳纖維布時(shí)，就必須選用優(yōu)質(zhì)碳纖維布安全風(fēng)險(xiǎn)。
那么在碳纖維的選購(gòu)中，如何辨別優(yōu)劣呢？
碳纖維布是利用碳纖維原絲編制而成，而碳纖維原絲的好壞就在根本上影響到了碳纖維布的性能。從絲束角度看，碳纖維布中允許使用的碳纖維原絲分為12K或12K以下的小絲束纖維，這是由于大絲束纖維會(huì)導(dǎo)致浸漬膠浸漬困難，影響碳纖維布的力學(xué)性能與工藝性能。
除了小絲束與大絲束之間的區(qū)別，碳纖維原絲與碳布一樣，都存在不同的強(qiáng)度類(lèi)別。據(jù)調(diào)查，碳纖維布采用的原絲基本為T(mén)300與T700兩種，二者強(qiáng)度分別為3530MPa與4900MPa。規(guī)范中對(duì)于高強(qiáng)I級(jí)碳布的強(qiáng)度要求為3400MPa，看似T300強(qiáng)度就可以滿(mǎn)足高強(qiáng)I級(jí)的要求，事實(shí)卻并非如此。
無(wú)論是編織工藝還是原絲含量的原因，碳纖維原絲在編織成碳纖維布后強(qiáng)度會(huì)降低，并且降低幅度十分明顯?？ū緢?jiān)持采用T700碳纖維原絲，并經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)改良、創(chuàng)新，將碳纖維布強(qiáng)度提升至3000-4000MPa。出于強(qiáng)度要求及安全儲(chǔ)備的角度考慮，T700原絲編織而成的碳布無(wú)疑問(wèn)是更好的保障。
編織工藝，同樣是影響碳纖維布性能的重要因素。編織工藝首先與編制所用機(jī)器有關(guān)，但在好的機(jī)器的前提下，還需注意每一根原絲在編制的過(guò)程中是否順直，原絲的松懈會(huì)令碳布表面產(chǎn)生褶皺，在后期的施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生空鼓，產(chǎn)生安全隱患。
質(zhì)量的保證，離不開(kāi)產(chǎn)品自檢與第三方的檢驗(yàn)。保證原絲的質(zhì)量以及編制工藝的前提下，碳布在編制過(guò)程中仍然存在出現(xiàn)次品的概率，因此內(nèi)部的自檢工作就顯得尤為重要。完善的自檢制度、以及次品的堅(jiān)決廢棄不投入使用，是卡本碳纖維布能夠放心使用的根本保證。
另一方面，第三方檢測(cè)報(bào)告也是碳纖維布性能好壞的證明。第三方檢測(cè)報(bào)告通過(guò)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行公平、公正的測(cè)試，還原產(chǎn)品的真實(shí)性能。第三番檢測(cè)報(bào)告種類(lèi)較多，包含常規(guī)檢測(cè)報(bào)告、安全性鑒定、無(wú)毒檢測(cè)報(bào)告等。當(dāng)然，考慮到檢測(cè)報(bào)告的權(quán)威性，一般由檢測(cè)單位出具的報(bào)告會(huì)更有說(shuō)服力。
以上，就是從根本上辨別碳纖維布優(yōu)劣的幾大方向。加固材料，關(guān)系到后期結(jié)構(gòu)的安全，因此必須謹(jǐn)慎，將質(zhì)量放在前面，無(wú)疑問(wèn)是較好的選擇。

碳纖維布越來(lái)越多的應(yīng)用在建筑加固工程上，由于其出色的抗拉性、韌性，并且抗酸抗腐蝕，已成為目前主流的加固方式之一。但是目前市面上的碳纖維布生廠(chǎng)商實(shí)力參差不齊，對(duì)于施工質(zhì)量的把握能力也是有高有低，很多碳纖維布加固工程結(jié)束后，并沒(méi)有系統(tǒng)的檢驗(yàn)工程質(zhì)量，給日后的安全問(wèn)題造成隱患。那碳纖維布施工之后應(yīng)如何檢測(cè)其粘貼質(zhì)量呢？現(xiàn)在，小悍給大家講講碳纖維布加固后的檢測(cè)步驟。
一般來(lái)說(shuō)，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的錘擊法來(lái)檢測(cè)碳纖維布的粘貼質(zhì)量，通過(guò)對(duì)每一寸的碳纖維布進(jìn)行錘擊，檢測(cè)碳纖維布與混凝土之間是否存在空鼓情況，如發(fā)現(xiàn)空鼓，則說(shuō)明碳纖維布與混凝土沒(méi)有完全貼合，沒(méi)用達(dá)到共同受力的目的，如空鼓面積低于施工總面積的95%，則說(shuō)明此次加固工程是不合格的，需要對(duì)工程進(jìn)行返工。
碳纖維補(bǔ)強(qiáng)對(duì)加固構(gòu)筑物有著的效果，它可以限度地保留原來(lái)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不增加構(gòu)筑物的重量，不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)的外型，施工速度快且工程造價(jià)低。碾子溝水庫(kù)泄洪洞加固施工僅用時(shí)4 d，投資4 萬(wàn)余元便解決了安全隱患，目前，泄洪洞運(yùn)行良好。
修復(fù)加固具體做法是沿鋼筋混凝土發(fā)電管、灌溉管的全長(zhǎng)和全斷面粘貼碳纖維布和玻璃纖維布。該工程2002 年12 月15 日開(kāi)工，于2003 年1 月25 日基本完工。經(jīng)過(guò)一年多運(yùn)行檢驗(yàn)，加固效果良好，工程造價(jià)比鋼板襯砌加固降低了30%~40% 。
碳纖維材料在隧洞加固中優(yōu)點(diǎn)十分突出，主要如下：
（1）可以任意裁剪，加固各種形狀（圓形或復(fù)雜曲面）的結(jié)構(gòu)。
（2）加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)不需要使用大型加固機(jī)具，工程效率高，施工速度快。
（3）耐腐蝕、抗?jié)B、抗沖刷。
（4）碳纖維布糙率（0.007），低于混凝土表面糙率（0.014），在加固段可以增大流量系數(shù)，提高管道的過(guò)流能力。
（5）可有效封閉混凝土裂縫，從而延緩或消除裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展。
（6）加固后不改變?cè)袛嗝娴拇笮『托螤睢?br>（7）加固效果好，不需要進(jìn)行后期維修，較為經(jīng)濟(jì)。
碳纖維加固主要用于加固受拉、受剪、拉彎的鋼筋混凝土構(gòu)件，且理論已十分成熟，相應(yīng)計(jì)算可依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006及《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（CECS146:2003）。
碳纖維材料雖然具有十分突出的優(yōu)點(diǎn)，但也要注意以下幾個(gè)問(wèn)題，一是進(jìn)口碳纖維布產(chǎn)品價(jià)格比較昂貴，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量性能還存在著一定的問(wèn)題。例如材料的勻質(zhì)性較差導(dǎo)致受力不均，碳纖維片預(yù)浸樹(shù)脂含量過(guò)高，碳纖維斷絲率過(guò)高，樹(shù)脂質(zhì)量也欠佳，這些都影響補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量；二是對(duì)于一些特殊構(gòu)件，加固理論還不成熟。
推薦點(diǎn)閱

隨著使用年限的推移，建筑物會(huì)出現(xiàn)各種各樣的病害，比較常見(jiàn)的，就是建筑物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，小的裂縫不會(huì)有太大的影響，但是有的裂縫超過(guò)了一定的寬度和限值之后，就會(huì)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(kuò)大和腐蝕內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以人們現(xiàn)在對(duì)建筑物裂縫都非常重視。
目前常用的修補(bǔ)裂縫的方法就是利用碳纖維膠和碳纖維布進(jìn)行修補(bǔ)加固。
裂縫對(duì)建筑物的危害一般分為以下幾點(diǎn)：
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?lái)的3~4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(duì)比較明顯，低溫導(dǎo)致熱脹冷縮出現(xiàn)裂縫，然后水氣進(jìn)入裂縫之中，在低溫的時(shí)候水氣結(jié)冰，體積膨脹，擴(kuò)大裂縫，久而久之裂縫增大，甚至腐蝕內(nèi)部鋼筋。
所以，當(dāng)建筑物出現(xiàn)裂縫時(shí)，就要用碳纖維膠和碳纖維布對(duì)建筑物進(jìn)行修補(bǔ)。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(huì)對(duì)原本建筑增加重量，是目前國(guó)際主流的裂縫處理方法。
對(duì)于我們從事加固行業(yè)的人來(lái)說(shuō)碳纖維布也不定都不陌生，大家也經(jīng)常聽(tīng)到一級(jí)300g、一級(jí)200g、二級(jí)300g、二級(jí)200g規(guī)格的碳布，那么對(duì)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(qiáng)度等級(jí)可分為一級(jí)和二級(jí)。
一級(jí)碳纖維布和二級(jí)碳纖維布在外觀(guān)上是看不出區(qū)別的，只是力學(xué)性能有區(qū)別。
一級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，彈性模量≥230GPa，伸長(zhǎng)率≥1.6%；
二級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度≥3000MPa，彈性模量≥200GPa，伸長(zhǎng)率≥1.5%。
一級(jí)碳纖維布和二級(jí)碳纖維布在外觀(guān)上看不出區(qū)別，需要送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)才可以分辨出碳布的強(qiáng)度等級(jí)。但不同廠(chǎng)家為了區(qū)別一級(jí)和二級(jí)會(huì)在生產(chǎn)時(shí)自己做好記號(hào)。
碳布按單位面積克數(shù)分為200g和300g，其實(shí)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(jì)算出300g碳布的厚度為0.167mm，200g的碳布厚度為0.111mm。有時(shí)候設(shè)計(jì)圖紙也會(huì)不提克重，而直接說(shuō)厚度，其實(shí)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(shí)簡(jiǎn)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(xiàn)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(gòu)時(shí)，經(jīng)常有人會(huì)問(wèn)到碳纖維布的抗拉強(qiáng)度是多少，大部分人會(huì)告訴你是3400MPa，其實(shí)這個(gè)是一級(jí)碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。還有一個(gè)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值也會(huì)偶爾提到。那這兩個(gè)值在實(shí)際中有什么意義呢？
碳纖維布加固法是將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維用環(huán)氧樹(shù)脂沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)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(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性，達(dá)到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。

目前市場(chǎng)上售賣(mài)的碳纖維布比較雜亂，很多牌子聽(tīng)都沒(méi)聽(tīng)過(guò)，甚至沒(méi)有匹配相應(yīng)的使用說(shuō)明書(shū)，令客戶(hù)在購(gòu)買(mǎi)的時(shí)候很是不安，不知道怎么選擇。所以很多客戶(hù)為了保證加固工程的質(zhì)量，指定購(gòu)買(mǎi)國(guó)際大品牌，如日本東麗、東邦等。
這些大品牌固然是好，但是由于航空運(yùn)輸、技術(shù)持有等因素，使得它們的價(jià)格也比一般的國(guó)產(chǎn)品牌要貴很多；另外，從情感上來(lái)說(shuō)，國(guó)產(chǎn)品牌是我們傲嬌世界的敲門(mén)磚，國(guó)人理應(yīng)支持國(guó)貨，為此獻(xiàn)一份力。
有的人說(shuō)了，難道讓我放棄工程質(zhì)量來(lái)支持國(guó)貨嗎？
當(dāng)然不是了。大家之所以對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維布印象不佳，是因?yàn)槟切斑z珠”你還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)！國(guó)產(chǎn)碳纖維布并非都是差的，好的廠(chǎng)家比比皆是，只是做出品牌的比較少。好的品牌如上海悍馬，產(chǎn)品大多用在建筑加固補(bǔ)強(qiáng)上，其在用戶(hù)當(dāng)中的口碑很好，是國(guó)產(chǎn)品牌中的佼佼者。
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能，成為近年來(lái)被大量應(yīng)用于多種結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固中的一種新型材料。同時(shí)隨著橋梁加固技術(shù)的不斷進(jìn)步，碳纖維粘貼補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在理論設(shè)計(jì)和施工等方面也得到了進(jìn)一步完善和發(fā)展，成為目前研究的熱點(diǎn)。
采用碳纖維加固的混凝土結(jié)構(gòu)，屈服荷載和極限承載力都有明顯提高，碳纖維高強(qiáng)高彈模的特性對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度提高也有所貢獻(xiàn)，結(jié)構(gòu)破壞形式明顯改善，從脆性破壞向延性破壞轉(zhuǎn)變。
碳纖維布的加固原理
用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度一般為建筑用鋼材的十幾倍；但是碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難完全共同工作，在承受較低的荷載時(shí)，一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強(qiáng)度并退出工作狀態(tài)，以此類(lèi)推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度，故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結(jié)劑對(duì)碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時(shí)又要確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作，從而達(dá)到加固的目的。
試驗(yàn)方案
在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板跨中混凝土及碳纖維上粘貼電阻應(yīng)變片，按《預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ321-90)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)。在1.0倍正常使用短期荷載檢驗(yàn)值作用下持荷30min，其余每級(jí)荷載作用下持荷10min。持荷結(jié)束時(shí)，使用靜態(tài)電阻應(yīng)變采集儀跟蹤記錄混凝土及碳纖維在各級(jí)荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變情況，用百分表量測(cè)空心板在各級(jí)荷載作用下的撓度變化，用讀數(shù)顯微鏡觀(guān)測(cè)裂縫寬度并記錄裂縫開(kāi)展情況。為檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的承載力情況，所有試驗(yàn)均做到破壞為止。
試驗(yàn)結(jié)論
(1)采取粘貼碳纖維加固預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，可以有效地提高預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的承載力。
(2)在同樣荷載作用下，粘貼碳纖維加固后可以有效減少預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的撓度。
(3)粘貼碳纖維加固后預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的開(kāi)裂荷載增大。
(4)采取粘貼碳纖維加固預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，基本不影響構(gòu)件的截面高度及自重，對(duì)用戶(hù)空間的凈高度及建筑物的其他結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響。
(5)試驗(yàn)中碳纖維拉應(yīng)變?yōu)?2000με，建議設(shè)計(jì)時(shí)碳纖維抗拉強(qiáng)度取2000MPa。
結(jié)語(yǔ)
隨著人們對(duì)碳纖維材料的進(jìn)一步深入研究以及碳纖維加固技術(shù)的推廣和實(shí)踐，碳纖維加固的不足會(huì)逐步得到克服，碳纖維材料的性能會(huì)更加優(yōu)良，碳纖維加固理論及加固技術(shù)將逐步走向成熟，碳纖維加固技術(shù)在工程加固領(lǐng)域?qū)缪菰絹?lái)越重要的角色。