碳纖維布（CFRP）加固修補結(jié)構(gòu)技術是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術，它是利用樹脂類粘結(jié)材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，以達到對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件加固補強的目的。
加固機理是將碳纖維布采用高性能的環(huán)氧類粘結(jié)劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，膠結(jié)材料作為它們之間的剪力連接媒介，形成新的復合體，使增強貼片與原有鋼筋共同作用，增大了結(jié)構(gòu)抗拉及抗剪能力，可有效提高結(jié)構(gòu)的強度，延性及抗裂性。利用碳纖維布良好的抗拉強度達到增強構(gòu)件承載能力及剛度的目的。
CFRP加固修補混凝土結(jié)構(gòu)所用材料主要為碳纖維布與粘貼用樹脂。
1、碳纖維布的抗拉強度應按纖維的凈截面面積計算，凈截面面積取碳纖維布的計算厚度乘以寬度。碳纖維布的計算厚度取碳纖維布的單位面積質(zhì)量除以碳纖維密度。單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量不宜低于150g/㎡，且不宜高于450g/㎡。在施工質(zhì)量有可靠保證時，單層碳纖維布的單位面積碳纖維質(zhì)量可提高到600g/㎡。
2、粘結(jié)劑要有足夠的粘結(jié)性能，工藝過程中各部位所使用的環(huán)氧樹脂膠結(jié)材料的種類、型號，應根據(jù)施工時的溫度、濕度進行選擇。應正確掌握主劑和固化劑的配比，使?jié)B透性、粘稠度、固化速度等方面能滿足不同季節(jié)施工的需要。采用碳纖維片材對混凝土結(jié)構(gòu)加固時，應采用與碳纖維片材配套的底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂。
3、在受彎加固和受剪加固時，被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不得低于C15，且混凝土表面的正拉粘結(jié)強度不得低于1.5MPa。采用封閉粘貼碳纖維片材加固混凝土柱時，混凝土強度等級不應低于C10。
4、主要機具：角向磨光機、砂紙、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、卷尺、水平儀、鉛錘、滾筒、刮板、攪拌容器、橡膠抹子、滾洞刷子、攪拌器、防護眼鏡、橡膠手套、口罩等。
1、應認真閱讀設計施工圖。在進行混凝土表面處理和粘貼碳纖維布前，應按加固設計部位放線定位。
2、應根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況和加固構(gòu)件混凝土的補強荷載要求，制定相應施工方案和施工計劃。
3、應對所使用的碳纖維布、配套樹脂、機具等做好施工前的物質(zhì)準備工作。
4、進場后的碳纖維布、配套樹脂應抽樣送檢，合格后方可施工。
5、施工宜在環(huán)境溫度為5℃以上的條件下進行，并應符合配套樹脂要求的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時，應采用適用于低溫環(huán)境的配套樹脂或采取升溫措施。
采用粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)時，應由專業(yè)施工隊伍進行施工。
施工過程中應避免碳纖維片材彎折。

混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的粘貼碳纖維板技術在加固中具有不中斷交通，且工期短，人工少的優(yōu)點。所以擴展該項技術開展了配有大偏心CFRP體外束預應力混凝土連續(xù)梁橋體系應用研究，是本世紀新型橋梁建設方向之一。
1，碳纖維材料的基本特性
碳纖維增強復合材料補強加固所采用的基本材料是高強度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維，單向排列成束，用環(huán)氧樹脂浸漬固化的碳纖維板或未經(jīng)樹脂浸漬固化的碳纖維布，統(tǒng)稱碳纖維片材。將片材用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘貼在橋梁混凝土構(gòu)件需補強加固部位表面，樹脂固化后與原構(gòu)件形成新的受力復合體，共同工作。
1.1 碳纖維片材
片材碳纖維材料的拉伸強度在（2400～3400）MPa之間，與普通碳素鋼板拉伸強度為240MPa相比，片材的拉伸強度很高。 片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學性能不同，碳纖維片材依力學性能分成高模量、高強度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高，但其伸長率較低。相比之下，碳纖維片材的單位重比鋼材低許多，說明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，本身不會受酸堿鹽及各類化學介質(zhì)的腐蝕，有良好的耐寒和耐熱性。
1.2 配套樹脂類粘結(jié)材料
混凝土結(jié)構(gòu)加固修補配套樹脂系統(tǒng)包括底層涂料，用于滲透過混凝土表面，促進粘結(jié)并形成長期持久界面的基礎；油灰，用于填充整個表面空隙并形成平整表面以便使用碳纖維片材；浸漬樹脂或粘結(jié)樹脂，前者用于碳纖維布粘貼，后者用于碳纖維板粘貼。浸漬樹脂或粘貼樹脂是將碳纖維片粘附于混凝土構(gòu)件表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作的關鍵，因此，樹脂同混凝土的粘貼強度大于混凝土的拉伸強度和剪切強度。
就公路混凝土橋梁用碳纖維片材加固技術而言，環(huán)氧樹脂在不同施工環(huán)境溫度下固化性能有十分重要的意義，因為這涉及到粘貼工作質(zhì)量與如何盡量減少橋上正常交通中斷時間緊密相關。采用專配的環(huán)氧樹脂材料，在混凝土施工表面溫度（10～40）攝氏度時，粘貼環(huán)氧樹脂固化時間約15小時以上，但粘貼后就可以使用的時間為45分鐘以上，專配的環(huán)氧樹脂材料的這一性能是完全適合混凝土橋梁的加固工作。
2，碳纖維加固補強的施工工藝
2.1 根據(jù)設計確定粘貼碳纖維的范圍進行基底處理；
2.1.1 將砼構(gòu)件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除干凈，達到結(jié)構(gòu)密實部位。檢查外露鋼筋是否有銹蝕，并進行必要的處理。對經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分進行修補復原。
2.1.2 裂縫修補?？p寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。
2.1.3 將構(gòu)件表面凸出部分（模板的段差等）打磨平整，修復后的段差盡量平順。用磨光機把棱角磨成半徑大于30mm的圓角。
2.1.4 清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。
2.2 底層涂刷（底層涂料具有較強的滲透性，可滲入砼表面內(nèi)）
2.2.1 把底層涂料的主劑和固化劑按規(guī)定比例稱量準確后放人容器內(nèi)，用攪拌器拌均勻，一次調(diào)和量應在可使用時間內(nèi)用完為準。
2.2.2 用滾筒刷均勻的涂刷底層涂料。
2.2.3 底層涂料固化后，表面有凸起部分時要用砂紙磨光。
2.2.4 注意在氣溫小于5C，相對濕度大于85，砼表面含水率在8以上，有結(jié)露可能而無可靠保證措施時，均不得施工。
2.3 環(huán)氧膩子對構(gòu)件表面殘缺的修補
2.3.1 構(gòu)件表面凹陷部位應用環(huán)氧膩子填平，修復至表面平整。
2.3.2 內(nèi)角（段差、起拱等）要用環(huán)氧膩子填補使之平順。
2.4 貼碳纖維片。
2.4.1 為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運輸、儲存、裁切和粘貼過程中，嚴禁受彎折。貼片前應用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷纖維片，每段長度一般不超過6rn。
2.4.2 碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接。
2.4.3 按規(guī)定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地涂刷黏結(jié)樹脂，稱為下涂。
2.4.4 貼片時，在碳纖維片和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。
2.5 養(yǎng)護
粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護24h達到初期固化，并保證固化期間不受干擾。
2.6 涂裝
根據(jù)需要可在樹脂固化后加固補強構(gòu)件表面，涂刷耐火涂層和色彩。
3，碳纖維（片材）加固處理要點
在進行結(jié)構(gòu)加固處理前，先對梁板采取有效地卸載和支頂措施，然后按以下施工工序進行加固施工。
3.1 破損面混凝土表面處理：清除被加固構(gòu)件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結(jié)構(gòu)層。3.2 按設計要求對破損面鋼筋處理后用M45的環(huán)氧樹脂砂漿進行灌縫或封閉處理，并保證鋼筋保護層厚度不小于15mm，利用打磨機將其表面打磨平整，并用鋼刷將其表面的粉塵、油污等不潔物清除干凈，使構(gòu)件加固表面平整、干燥無粉塵。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼時，轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。
3.3 涂刷底層樹脂：用滾筒刷將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面，待樹脂表面指觸干燥時即進行下一道工序施工。
3.4 找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補平整，且不應有菱角。
3.5 粘貼碳纖維片材：將配制好的浸漬樹脂均勻涂抹于所要粘貼的部位，并用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。多層粘貼重復上述步驟，待纖維表面接觸干燥時即可進行下一層的粘貼。如超過60min，則應等12h后，再行涂刷粘結(jié)劑粘貼下一層。
3.6 在后一層的碳纖維布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。
4，對碳纖維加固補強技術的展望
碳纖維用于砼結(jié)構(gòu)的修復補強雖然時間不長，但發(fā)展很快，其主要原因在于碳纖維片加固存在較多優(yōu)點：
4.1 施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等。
4.2 不增加結(jié)構(gòu)重量，碳纖維片重量200g/m～300g/m，設計厚度0.111mm～0.167mm，加上環(huán)氧樹脂的重量也很輕，對結(jié)構(gòu)自重影響可忽略不計。
4.3 能適應各種結(jié)構(gòu)外形的補強。
4.4 可以多層粘貼?？筛鶕?jù)設計要求，在一個部位重疊粘貼。
隨著我國高等級公路的迅速發(fā)展，高速公路橋梁通車里程也在不斷增長，橋梁由于各種原因造成承載力降低、混凝土強度降低或需要提高抗震能力和修補橋梁裂縫，都可以應用碳纖維布補強技術。

在結(jié)構(gòu)加固工程中，可以采用的加固方法有很多，既有傳統(tǒng)的加固方法，也有新型的加固方法，而粘鋼加固和碳纖維加固就是代表性的2種加固方法。粘鋼加固和粘貼碳纖維加固具有相似的加固原理，它們作為加固技術具有較多的優(yōu)勢，而且適用性都很強。那么碳布和粘鋼板加固可以互換嗎?
碳布與粘鋼加固的相似之處，從適用范圍上，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，達到加固補強的目的;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，兩種方法都受結(jié)構(gòu)膠影響較大，加固前均需要卸載，未進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。
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。碳布與粘鋼加固既有相似之處，又有不同之處，它們都有各自的優(yōu)勢。
對于粘貼碳纖維布來說，常用的碳纖維布自重僅有200g/㎡和300g㎡兩種類型，其設計厚度也是較為輕薄，一層200g/㎡碳纖維布厚度僅為0.111mm，施工速度約為粘鋼加固的2~3倍。碳纖維加固靈活多樣，不會導致建筑物內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固，經(jīng)濟效益高。加固過程中不會改變結(jié)構(gòu)外觀，對原結(jié)構(gòu)損傷較小，結(jié)構(gòu)自重增加較小。施工現(xiàn)場濕作業(yè)工作量少，施工便捷堅固耐用。
粘鋼板加固由于鋼板的物理力學性能為各向同性，在進行受力的時候能夠均勻受力，但是其施工時需要的夾具和施工器械，施工工序膠碳纖維布加固較為繁瑣復雜。對于采用粘鋼加固來說，所粘貼鋼板的寬度不宜大于100mm，當采用手工涂膠粘貼鋼板，鋼板厚度不應大于5mm。采用壓力注膠粘貼鋼板，其厚度不應大于10mm，且需要按照外粘型鋼加固法的焊接節(jié)點構(gòu)造進行設計。對于普通小荷載結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件，經(jīng)計算其補強所需面積小，粘貼碳纖維布1~2層即可滿足要求時，要先考慮采用粘鋼板加固加固法來進行處理。
在加固工程中，可以采用的加固方法有很多，而且適用性都很強。對于加固方法的選擇，要根據(jù)加固工程的實際情況來決定，任何加固方法都有自己的局限性。所以施工單位需要掌握每種加固工法的優(yōu)勢，將每種加固工法的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，這樣可以更加高效地完成加固工程。

粘貼碳纖維布加固與粘鋼加固能否互換？主要是取決于
碳纖維粘貼加固法:碳纖維粘貼加固是指碳纖維材料通過膠粘劑（浸漬樹脂）充分浸潤、固化，完全粘接固定在構(gòu)件表面，形成堅韌的復合層，從而對被加固構(gòu)件起到補強作用。要求被加固構(gòu)件的現(xiàn)場實測混凝土強度等級不低于C15，且混凝土表面的正拉粘接強度不低于1.5MPa。
粘貼在混凝土構(gòu)件表面的碳纖維，不得直接暴露于陽光或有害介質(zhì)中，其表面應進行防護處理。被加固的混凝土結(jié)構(gòu)長期使用的環(huán)境溫度不應高于60℃，如果被加固結(jié)構(gòu)處于特殊環(huán)境（如高溫、高濕、介質(zhì)侵蝕、放射等）中，除按國家現(xiàn)行有關標準要求采取相應防護措施外，還應采用耐環(huán)境因素作用的膠粘劑，并按專門的工藝要求進行粘貼。
粘鋼加固:亦稱粘貼鋼板加固，是將鋼板采用高性能的環(huán)氧類粘接劑粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，使鋼板與混凝土形成統(tǒng)一的整體，利用鋼板良好的抗拉強度達到增強構(gòu)件承載能力及剛度的目的。
粘貼碳纖維布加固和粘鋼加固的形式和加固機理比較類似，本質(zhì)上相當于增加構(gòu)件配筋，在抗剪、抗彎加固中一般可以互相替換。
如果碳纖維布抗拉強度設計值取為2000MPa，鋼材(Q235)抗拉強度設計值取為200MPa，可按照0.1mm厚碳纖維布相當于1mm厚鋼板的原則代換。
但應注意以下幾點：碳纖維和鋼材彈性模量基本一致，但碳纖維的抗拉強度是鋼材的10倍左右，所以要充分發(fā)揮加固材料的強度，粘貼碳纖維需要加固構(gòu)件產(chǎn)生更大的形變。也就是說，在小變形情況下，粘貼碳纖維加固應力滯后顯著，所以當構(gòu)件承載力相差較多時，應優(yōu)先選用粘鋼加固；
碳纖維和鋼材彈性模量基本一致，達到同樣的力值，鋼材截面要大的多，所以粘鋼加固提高構(gòu)件鋼度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說，若補充同樣的抗彎能力，構(gòu)件粘鋼加固的撓度、裂縫寬度小于粘碳纖維加固的；
鋼板上可以焊接錨筋，也可鉆孔設植筋錨固，所以粘鋼加固的錨固方式較粘碳纖維靈活；
碳纖維輕、薄，不需要大型施工機械，運輸儲存、施工簡便，同樣工程量，粘貼碳纖維施工工期約是粘鋼的40%。碳纖維和鋼材相比，屬惰性材料，不銹蝕，也不易被有害介質(zhì)腐蝕，在惡劣環(huán)境下耐久性好。
碳纖維具有柔韌性，能夠包裹復雜外形的構(gòu)件，并非很光滑的結(jié)構(gòu)建筑的鋼筋表面基本有效粘貼率也可以達到100%，粘貼鋼板是很難達到100%有效的粘貼面，相應的驗收標準僅僅是達到70%。