蓮-～:隨著建筑老齡化及土地資源日益稀少，建筑結(jié)構(gòu)加固行業(yè)也越發(fā)引起人們的關(guān)注。目前碳纖維布加固在建筑加固工程中已被廣泛應(yīng)用，碳纖維布加固是一種較為新型的加固方法，即應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)碳纖維布沿一定方向粘貼在需加固補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上，使其結(jié)合并共同受力以達(dá)到提高被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性等。但也有不少疑薄薄一層的碳纖維布，加固真的能達(dá)到預(yù)期的效果嗎？
首先我們來(lái)了解一下碳纖維布加固在實(shí)際工程是如何應(yīng)用的？碳纖維布加固在混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受彎加固、受剪加固和抗震加固等應(yīng)用多，廣泛用于各類(lèi)工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的加固補(bǔ)強(qiáng)。
構(gòu)件抗震加固時(shí)，應(yīng)用碳纖維布加固應(yīng)使碳纖維布封閉纏繞在柱上，這樣可以較好地提高其構(gòu)件的抗震性能，也可使碳纖維沿構(gòu)件軸向粘貼用于受拉構(gòu)件的加固、沿環(huán)向粘貼用于軸心受壓構(gòu)件的加固，在受彎加固時(shí)，也可采用對(duì)碳纖維施加預(yù)應(yīng)力的方法以提高加固效果。除此之外，碳纖維應(yīng)用與剪力墻、筒倉(cāng)、煙囪等特種結(jié)構(gòu)的加固，也是具有顯著的加固效果。
構(gòu)件受彎加固時(shí)，應(yīng)用碳纖維加固時(shí)應(yīng)使碳纖維的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致；構(gòu)件受剪加固時(shí)，應(yīng)用碳纖維布加固時(shí)應(yīng)使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應(yīng)力方向一致。但實(shí)際加固施工中為了方便施工，一般采用纖維方向與構(gòu)件縱軸垂直的方法進(jìn)行加固處理。
一樣的碳纖維布加固，不同情況采取不同的粘貼方法，其加固效果也會(huì)有所不同，不管采用哪種粘貼方法，對(duì)被加固結(jié)構(gòu)都會(huì)起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用，但是若應(yīng)用碳纖維布加固前，充分理解碳纖維布加固機(jī)理，更能充分發(fā)揮碳纖維布的高強(qiáng)性能，使致其加固效果更顯著。
其次了解下應(yīng)用碳纖維布加固與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢(shì)：
1.碳纖維布的自重僅為200～300克／平方米，設(shè)計(jì)厚度為0.111—0.167mm，加上環(huán)氧樹(shù)脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕，所以應(yīng)用碳纖維布加固基本不增加建筑結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸，加固后對(duì)建筑負(fù)荷及凈空的影響是極少的，同時(shí)也不會(huì)影響到建筑原結(jié)構(gòu)的外觀。
2.碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，如柔和性好，能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪等加固；抗拉強(qiáng)度高，是普通鋼材的4-8倍，極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)；同時(shí)具有抗高溫、抗磨蝕、抗震、耐化學(xué)藥品性，耐熱，耐低溫等性能，這就意味著建筑結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性大大提高。
3、碳纖維布加固的施工簡(jiǎn)便、已操作，不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料等，在一定程度上縮短了加固施工工期
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碳纖維布又稱碳素纖維布、碳纖布、碳纖維編織布、碳纖維預(yù)浸布、碳纖維加固布、碳布、碳纖維織物、碳纖維帶、碳纖維片材（預(yù)浸布）等 。碳纖維加固布是一種單向碳纖維加固產(chǎn)品，通常采用12K碳纖維絲織造。我們?cè)谑褂锰祭w維布做加固時(shí)一定要做好碳纖維布的質(zhì)量辨別，這也事關(guān)加固工程的安全以及使用時(shí)間，加固程度等。
要質(zhì)量過(guò)關(guān)，有好多廠家用玄武巖纖維，芳綸纖維染上黑色來(lái)冒充碳纖維布，會(huì)造成工程質(zhì)量的不合格，所以要首先學(xué)會(huì)辨認(rèn)碳纖維，簡(jiǎn)單的說(shuō)好的碳纖維絲束比較黑亮，用火燒一下，不會(huì)卷曲，會(huì)象細(xì)鐵絲一樣發(fā)紅，用手摸平滑，柔光，絲束均勻，導(dǎo)電性能好。第二，就是碳纖維的粘貼質(zhì)量，有《碳纖維施工驗(yàn)收規(guī)范》做工程的和甲方可以向施工方借閱。保證粘貼質(zhì)量的合格。第三，碳纖維是抗拉的，它的抗拉強(qiáng)度很大，抗折，抗彎效果差，就像上面說(shuō)的一彎既折。第四，碳纖維粘貼后應(yīng)該用防腐砂漿進(jìn)行隱蔽，長(zhǎng)時(shí)間晾曬會(huì)影響碳纖維布的使用壽命。

今天就來(lái)幫大家分析一下碳纖維布為何一層薄薄的“布”卻能加固橋梁、樓房等混凝土的神奇原理。
雖然碳纖維布也叫作“布”，但此“布”非彼“布”。碳纖維布之所以能用于結(jié)構(gòu)加固，主要是取決于它較高的抗拉強(qiáng)度。采用高性能的碳纖維配套樹(shù)脂浸漬膠粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面，利用碳纖維材料良好的抗拉強(qiáng)度，達(dá)到增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及強(qiáng)度的目的。
比如，I級(jí)300g碳纖維布的抗拉強(qiáng)度能夠達(dá)到3400MPa，遠(yuǎn)高于鋼筋，因此，將碳纖維布粘貼至混凝土受拉區(qū)，能夠起到與受拉鋼筋相同的作用，提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。需要注意的是，不同廠家所生產(chǎn)的碳纖維布質(zhì)量也不同，無(wú)論是布面凹凸不平、抗拉強(qiáng)度不足或碳纖維原絲數(shù)量不足等缺陷，都會(huì)對(duì)后期安全造成安全隱患。
當(dāng)然，碳纖維布之所以有如此大的威力，單靠它自己的力量是不夠的。它還需要搭配浸漬膠才能起到它的作用。
浸漬膠的粘接作用是碳纖維布與混凝土基材形成整體共同工作的根本保障。
若浸漬膠效果差，碳纖維布發(fā)生剝離破壞會(huì)導(dǎo)致加固瞬間失效，危及生命安全。因此在結(jié)構(gòu)加固中，應(yīng)選用強(qiáng)度高，且耐久性好的浸漬膠，避免購(gòu)買(mǎi)前期強(qiáng)度尚可而后期衰減快的劣質(zhì)結(jié)構(gòu)膠。
還有一種情況容易引起我們的忽視，那就是選用不同廠家的碳纖維布與浸漬膠共同加固。
事實(shí)上，由于制作工藝的不同導(dǎo)致產(chǎn)品良莠不齊，并非所有的碳纖維布與浸漬膠均能適配，當(dāng)采用不同廠家的碳纖維布與浸漬膠時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適配性試驗(yàn)。
總之，碳纖維布的用處很大，選擇好的碳纖維布是對(duì)我們安全的一種保障。

碳纖維布加固技術(shù)于國(guó)內(nèi)早通過(guò)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(guó)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(shù)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(lèi)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(shù)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(cāng)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(duì)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(duì)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(zhǎng)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(shù)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(shù)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(wèn)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(lái)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(duì)比強(qiáng)度高、重量輕，加固施工后基本不改變?cè)Y(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(jiǎn)單，施工工期短、效率高；碳纖維自身彈性模量高，加固后對(duì)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(duì)混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有破壞；采用碳纖維加固法加固施工后，裝飾施工時(shí)無(wú)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(méi)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(duì)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(lái)補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件的拉彎強(qiáng)度，對(duì)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。