碳纖維布及浸漬膠該如何選擇
對(duì)于從事結(jié)構(gòu)加固的施工人員，粘貼碳布其實(shí)并不陌生，但如何選擇好的碳布和浸漬膠是一件令人極其的事情。市面上眾多品牌的碳布浸漬膠魚龍混雜，令人頭暈?zāi)垦５耐瑫r(shí)看起來似乎都沒什么區(qū)別。然而不同的產(chǎn)品卻存在較大的價(jià)格差異，部分工程由于采用了價(jià)格低廉的劣質(zhì)產(chǎn)品導(dǎo)致加固失效也常有發(fā)生，那么，怎樣在眾多廠家中辨識(shí)出的碳布和浸漬膠呢。
1、首先確定碳布和配套浸漬膠的等級(jí)
首先我們要知道碳纖維布有一級(jí)300g、一級(jí)200g、二級(jí)300g和二級(jí)200g四種規(guī)格，配套浸漬膠有A級(jí)和B級(jí)兩種等級(jí)。有些圖紙?jiān)O(shè)計(jì)說明直接就會(huì)給出碳布和膠的等級(jí)規(guī)格，例如設(shè)計(jì)說明中明確提出碳布采用一級(jí)300g，配套浸漬膠采用A級(jí)膠。那我們就可以直接跟材料廠家說明規(guī)格等級(jí)就可以了。如果設(shè)計(jì)說明沒有明確提出碳布和膠的等級(jí)規(guī)格，我們可以根據(jù)材料幾項(xiàng)關(guān)鍵性能參數(shù)進(jìn)行判斷材料規(guī)格等級(jí)。例如提到碳布抗拉強(qiáng)度≥3400MPa、彈性模量230GPa、伸長(zhǎng)率1.6%，那我們就可以確定碳布等級(jí)為一級(jí)，抗拉強(qiáng)度≥3000MPa、彈性模量200GPa，伸長(zhǎng)率1.5%，說明碳布等級(jí)為二級(jí)；可以根據(jù)碳布厚度確定碳布的克數(shù)，厚度為0.167mm，碳布為300g/㎡，厚度為0.111mm，碳布為200g/㎡；膠體抗拉強(qiáng)度≥38MPa，彈性模量≥2400MPa，伸長(zhǎng)率為1.5%說明為A級(jí)膠；若膠體抗拉強(qiáng)度≥30MPa，彈性模量≥1500MPa，伸長(zhǎng)率為1.5%說明為B級(jí)膠。
2、檢查檢測(cè)報(bào)告是否齊全
首先涉及到結(jié)構(gòu)安全的加固材料必須通過安全性鑒定，若圖紙要求設(shè)計(jì)年限是30年一定得檢查浸漬膠安全性鑒定報(bào)告中是否有耐濕熱老化這項(xiàng)檢測(cè)，若圖紙要求設(shè)計(jì)年限是50年，還需要檢查浸漬膠耐長(zhǎng)期應(yīng)力的檢測(cè)；其次要檢查浸漬膠的無毒檢測(cè)報(bào)告。無毒檢測(cè)報(bào)告有一個(gè)是檢測(cè)苯、二等有毒物質(zhì)含量的檢測(cè)報(bào)告，如果產(chǎn)品有該報(bào)告則說明浸漬膠不會(huì)揮發(fā)出或者揮發(fā)出很少的有害氣體。另一個(gè)無毒是針對(duì)小白鼠和白兔的喂食和皮膚涂抹，如果該產(chǎn)品有該報(bào)告則說明浸漬膠對(duì)人體皮膚基本沒有性?？ū窘n膠通過了全項(xiàng)的安全性鑒定報(bào)告的檢測(cè)，并且也通過了無毒檢測(cè)報(bào)告，是國(guó)內(nèi)檢測(cè)報(bào)告為齊全的生產(chǎn)廠家。
3、觀察產(chǎn)品外觀以及施工體驗(yàn)性
當(dāng)碳布和浸漬膠進(jìn)場(chǎng)時(shí)，檢查碳布外觀是否有明顯的不平整現(xiàn)象。在施工過程中感受膠體是否好用，膠體如果太稠則會(huì)導(dǎo)致施工人員施工體驗(yàn)性不好，并且膠體很難充分浸透碳布，達(dá)到的加固效果，若果膠體太稀，又會(huì)導(dǎo)致浸漬膠流淌，影響粘接效果。
了解廠家規(guī)模以及技術(shù)能力
如果廠家規(guī)模太小，生產(chǎn)能力就會(huì)有問題，會(huì)導(dǎo)致供貨不及時(shí)?？ū緭碛?條碳布機(jī)，兩條結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)線，碳布年產(chǎn)量可達(dá)100萬平以上，結(jié)構(gòu)膠年產(chǎn)量可到萬噸以上。并且常規(guī)產(chǎn)品常年有存貨，定制產(chǎn)品也會(huì)及時(shí)生產(chǎn)，保證以快的速度來響應(yīng)客戶一切的合理要求。并且卡本擁有專門的研發(fā)部和技術(shù)部，擁有技術(shù)人員三十多人，占全體員工近三分之一，如果現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問題，技術(shù)人員會(huì)馬上進(jìn)行電話溝通，如果電話溝通解決不了問題，我們會(huì)派技術(shù)人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理解決問題。
結(jié)構(gòu)安全無小事，在加固材料的選購(gòu)上更是體現(xiàn)得淋漓盡致。加固材料是結(jié)構(gòu)加固中對(duì)安全影響的因素，因此在選購(gòu)中，我們一定要仔細(xì)篩選、謹(jǐn)慎決定，防止一時(shí)疏忽，留下安全隱患。

碳纖維布加固在混凝土修補(bǔ)體現(xiàn)了很多的影響力，不僅能夠使CFRP高強(qiáng)特性得到提早表現(xiàn)，還在二次受力之前就有較大的應(yīng)變，然后有效減小乃至消除CFRP片材應(yīng)變滯后的景象，到達(dá)非常好的加固效果。
預(yù)應(yīng)力發(fā)生的反向彎矩，可抵消一部分初始荷載的影響，進(jìn)步運(yùn)用期間的承載力，使構(gòu)件華夏有裂縫寬度減小乃至閉合，并約束新裂縫的呈現(xiàn)，然后進(jìn)步構(gòu)件的剛度，減小原構(gòu)件的撓度，改進(jìn)運(yùn)用期間的功能。
碳纖維的變形=初始變形+荷載致使的變形，而對(duì)應(yīng)這兩部分變形的膠粘劑剪切變形又別離散布于構(gòu)件的兩頭和跨中區(qū)域，使得膠粘劑的剪切變形散布更為均勻，可有效防止粘結(jié)損壞。
(1)化學(xué)功能穩(wěn)定。碳纖維對(duì)溫度具有杰出的適應(yīng)性，對(duì)酸性、堿性，鹽也有杰出抗性，并且抗紫外線和防水等方面功能也比較好。
(2)具有較高的強(qiáng)度。比重僅為鋼材的四分之一，它的碳纖維拉伸強(qiáng)度卻為鋼材的7～10倍，在對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)過程中，碳纖維布強(qiáng)度高、模量?jī)?yōu)良的物理功能能夠得到極好的使用，然后能夠進(jìn)步構(gòu)造及構(gòu)件的承載力和延性。
(3)施工簡(jiǎn)略。用碳纖維加固不需求大型東西，占用施工場(chǎng)地少，并且不必濕作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用時(shí)根據(jù)尺度需求能夠選用剪刀或刀片裁剪，其施工工效是張貼鋼板工效的4～8倍。
(4)適用范圍廣。碳纖維布能夠根據(jù)需求恣意裁剪，不只不改變構(gòu)造形狀，并且不影響構(gòu)造外觀，所以被廣泛使用于不相同構(gòu)造類型。
在20世紀(jì)80年代初，日本人就敞開了碳纖維技能在加固技能中的使用，專門研討開展修正加固新技能，把碳纖維布像貼鋼板相同貼到混凝土上。機(jī)構(gòu)組織協(xié)調(diào)，制造商們研發(fā)資料，工程公司進(jìn)行運(yùn)用研討，迅速地將這門技能運(yùn)用到工程實(shí)踐中。1991年，瑞士首要進(jìn)行橋梁碳纖維加固試驗(yàn)研討，并在同年7月成功用于伊橋的加固工程。1995年神戶大地震后日本的碳纖維加固混凝土技能迅速開展。到1997年，英國(guó)至少有30座橋梁選用了碳纖維加固。
專家GangaRao等進(jìn)行了三面包裹碳纖維片材加固鋼筋混凝土梁的抗彎試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)。結(jié)果表明：張貼碳纖維的混凝土試件在溫度、濕度、氣候的改變和化學(xué)腐蝕下能夠堅(jiān)持杰出的作業(yè)功能，梁的極限強(qiáng)度和剛度都有進(jìn)步，進(jìn)步程度和碳纖維的張貼量有關(guān)，有損害試件用碳纖維加固后強(qiáng)度和剛度功能與無損害試件加固的相似。
專家Malek對(duì)受剪加固梁中FPR承擔(dān)的剪力的核算進(jìn)行了理論剖析，評(píng)論了各種參數(shù)對(duì)受剪承載力的核算辦法，評(píng)論了各種參數(shù)對(duì)受剪承載力的影響，并提簡(jiǎn)化核算公式。
專家H.Ichinalsu選用不相同類型的CFRP對(duì)板加固進(jìn)行試驗(yàn)理論研討剖析。結(jié)果表明：加固時(shí)的張貼資料能夠以網(wǎng)格的方式，只要凈距離<200mm，板的裂縫與CFRP的相對(duì)位置對(duì)受力功能無直接影響;單向的CFRP比CFRP織物容易張貼，作業(yè)量較少。
專家Saadatmalnesh等進(jìn)行了鋼筋混凝土梁張貼玻璃纖維板加固的試驗(yàn)，結(jié)果表明加固后的梁，尤其是低配筋梁抗彎強(qiáng)度進(jìn)步、裂縫寬度削減，試件的延性有所下降，以為在進(jìn)行加固時(shí)挑選好膠黏劑的耐性和張貼面非常重要。

我國(guó)乃橋梁大國(guó)，尤其自改革開放以來，在橋梁建設(shè)方面我國(guó)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(zhǎng)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(yíng)，延長(zhǎng)橋梁的使用年限，對(duì)橋梁檢測(cè)、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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)原結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)、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(tái)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(duì)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(shì)。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。

目前市場(chǎng)上售賣的碳纖維布比較雜亂，很多牌子聽都沒聽過，甚至沒有匹配相應(yīng)的使用說明書，令客戶在購(gòu)買的時(shí)候很是不安，不知道怎么選擇。所以很多客戶為了保證加固工程的質(zhì)量，指定購(gòu)買國(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，從情感上來說，國(guó)產(chǎn)品牌是我們傲嬌世界的敲門磚，國(guó)人理應(yīng)支持國(guó)貨，為此獻(xiàn)一份力。
有的人說了，難道讓我放棄工程質(zhì)量來支持國(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”你還沒有發(fā)現(xiàn)！國(guó)產(chǎn)碳纖維布并非都是差的，好的廠家比比皆是，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)顯微鏡觀測(cè)裂縫寬度并記錄裂縫開展情況。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)用戶空間的凈高度及建筑物的其他結(jié)構(gòu)沒有影響。
(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
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)缪菰絹碓街匾慕巧?br>