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可能很多朋友并不了解或者沒有見過這種材料。碳纖維布從早的航空、宇宙關聯(lián)器材的應用開始，到體育用品和機械產(chǎn)品，近年，作為混凝土構造物補強材料的替代品，被廣泛應用在高速公路、鐵路橋和橋的橋墩、隧道、建筑物的抗震補強工程中。
近這幾年，碳纖維布行業(yè)的發(fā)展勢頭是非常強烈的，尤其是用碳纖維制成的復合材料可以極大地增強復合材料的強度和韌性。而碳纖維本身厚度有很大的不同，比如說有的是0.111mm的厚度，還有的是0.167mm的厚度。當然也有一些碳纖維是非常厚的，比如說0.294mm或者0.333mm的厚度都有，關鍵就是看具體的工程的實際需要。
碳纖維布行業(yè)發(fā)展是非常的不錯的，這種材料可以在各行各業(yè)都能夠使用的到，尤其是在工程加固行業(yè)，屬于性能高強的新型的加固材料。比如說在建筑結構上面使用這種材料可以讓結構的強度得到極大的提升，同時還能夠增強結構的抗震能力。
但是，碳纖維布需要和碳纖維膠配套使用，才能起到加固補強的作用。一般的操作是，用碳纖維膠將碳纖維布和混凝土等基材粘結在一起，以此提高結構的強度、抗震、抗老化等方面的能力。
另外，碳纖維布本身質(zhì)輕、有韌性，可以包裹不同外形的構件，也可以在狹小的空間內(nèi)使用。比如在橋梁建造的時候，或者是在見到一些形狀比較復雜的需要加固的建筑工程的時候就能夠使用的到。
關于碳纖維布的一些話題就簡要的為大家介紹到這里了，希望通過今天的介紹能夠讓大家對這種材料有更多的了解。目前國內(nèi)生產(chǎn)碳纖維布的企業(yè)不少，但是，關于碳纖維布的品質(zhì)是參差不齊的，客戶在購買時可以從多方面綜合考慮。

碳纖維布加固之大偏心受壓構件
在鋼筋混凝土建筑及橋梁中，偏疼受壓構件的使用較多，如梁橋中的墩身、柱根底等。這類結構(構件)的一個一起特點是正截面上效果著軸心壓力和彎矩。
偏疼受壓構件由于使用較多，在鋼筋混凝土中也是容易被損壞的構件，一般情況下，偏疼受壓構件的損壞特征如下：
當相對偏疼距較大，且受拉鋼筋配筋率較小時，偏疼受壓構件的損壞是由于受拉鋼筋首先到達屈從強度而導致受壓混凝土壓碎，這一損壞稱為大偏疼受壓損壞。其接近損壞時有顯著的征兆，橫向裂縫展開顯著，構件的承載力取決于受拉鋼筋的強度和數(shù)量。
當相對偏疼距較小，或雖然相對偏疼距較大，但構件配置的受拉鋼筋較多時，就有可能首先使受壓區(qū)混凝土先被壓碎。在通常情況下，接近軸力效果一側(cè)的混凝土先被壓壞，受壓鋼筋的應力也能到達抗壓規(guī)劃強度；而離軸向力較遠一側(cè)的鋼筋仍可能受拉但并未到達屈從，但也可能仍處于受壓狀況。臨損壞時，受壓區(qū)高度略有添加，損壞時無顯著征兆。這種損壞屬于小偏疼受壓損壞。
在目前的鋼筋混凝土加固辦法中，用張貼碳纖維布的辦法加固大偏疼受壓構件使用廣泛。該辦法是經(jīng)過配套碳纖維膠將碳纖維布張貼于構件之上，到達加固補強的效果。選用碳纖維布加固大偏疼受壓構件需要注意的是：
當選用碳纖維布加固大偏疼受壓的鋼筋混凝土柱時，應將碳纖維布張貼于構件受拉區(qū)邊際混凝土外表，且纖維方向應與柱的縱軸線方向共同。這是由于碳纖維布不能接受壓力，只能考慮其抗拉效果，因而標準規(guī)定將碳纖維布的受力辦法規(guī)劃成僅接受拉應力效果。
別的，在大偏疼受壓構件加固核算中，對碳纖維布之所以不考慮強度利用系數(shù)，是由于在實踐工程中絕大多數(shù)偏疼受壓構件均處于受壓狀況。因而，在承載能力極限狀況下，受拉側(cè)的拉應變是從受壓側(cè)應變轉(zhuǎn)化過來的，故不存在拉應變滯后的問題，亦即以為碳纖維布的抗拉強度能得到充分發(fā)揮。

在工程應用研究方面，重點研究碳纖維片材（碳纖維布/碳纖維板之總稱）。在90年代由國家課題支持開展碳纖維片材在混凝土結構（包括橋梁、隧道、水利設施和房建結構），取得了應用成果并得到廣泛推廣。2003年由中國工程建設標準化協(xié)會頒布了《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規(guī)程》（CECS146：2003），作為指導性文件提供了設計施工和質(zhì)量檢驗依據(jù)。而碳纖維片材用于橋梁加固技術是目前應用較為普遍的技術之一，其十幾年來的應用為橋梁加固事業(yè)作出了歷史性的貢獻。
針對傳統(tǒng)橋梁加固改造工程中所存在不足，諸如：因采用的加固材料（如鋼板/纖維布）溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大，不能形成同步的溫縮變形狀態(tài)，影響加固耐久性；采用鋼材加固增加防銹處理等后期維護投人；以及采取增大截面法，結構面會留下不和諧修補“傷疤” 影響結構外觀和技術狀況評價等問題，碳纖維筋橋梁加固是一項新的應用外粘高性能碳纖維復合材料增強結構技術，主要形式包括“嵌人植筋加強法" 和“體外配筋擴大截面增強法"。碳纖維筋與高強聚合物砂漿的聯(lián)合使用充分利用了纖維棒筋的抗拉伸強度、聚合物砂漿的快凝強度和砂漿與鋼筋混凝土結構的溫縮模量的近似特性，既可提升鋼筋混凝土結構的承載能力，也可充分利用新材料環(huán)境特征，達到維修、加固、利用與修舊翻新的綜合作用。
2.碳纖維復合筋的性能
碳纖維復合筋為棒型材料，主要成分為由碳纖維，通過特殊技術處理與樹脂高溫固化而成。碳纖維分子結構界于石墨和金剛石之間，含碳體積分數(shù)在0.9以上。碳纖維根據(jù)原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3種，由原絲纖維加熱至高溫后除雜獲得。根據(jù)碳纖維原絲類型可分為聚丙烯腈（PAN）基、瀝青基和粘膠基3 種。目前,PAN碳纖維按力學性能又分為高模量超高模量、高強度和超高強度4種；按用途可分為宇航級小絲束碳纖維和工業(yè)級大絲束碳纖維，其中小絲束以1K、3K、6K、12K和24K（1 K為1 000根長絲單位重量），大絲束為48K以上。
2.1碳纖維的優(yōu)勢
碳纖維具有較強的防水和防滲漏的特點，具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性，阻燃性和良好的力學性能和良好的導電導熱性，因此也在建筑工程和其他領域被廣泛運用。據(jù)投資顧問行業(yè)研究中心相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長。由此可見，碳纖維的使用將越來越廣泛。
2.2碳纖維復合筋的特性
碳纖維復合筋的主要技術指標及其與鋼筋對比如下表：
表1 碳纖維復合筋的技術指標及其與鋼筋的對比表
名稱
碳纖維復合筋
鋼筋
密度（g/cm3）
1.5
7.9
抗拉強度（MPa）
≥1800
≥500
彈性模量（GPa）
≥140
≥200
線膨脹系數(shù)10-6/℃
0.6
12
從表格中可以看出，碳纖維復合筋的密度遠遠小于鋼筋，同樣體積的材料，重量上碳纖維復合筋的優(yōu)勢很大；碳纖維復合筋抗拉強度也大于鋼筋，其熱膨脹系數(shù)較低，就說明在相同的溫度下，膨脹的程度會低很多。
碳纖維復合筋的主要性能：（1）質(zhì)量輕（相當于鋼密度的1/5）；（2）強度高（抗拉強度是鋼筋的4到5倍）；（3）密度?。?.5g/cm3）；（4）彈性模量高（彈性回復100％）；（5）熱膨脹系數(shù)小，耐高溫和低溫性好；（6）耐酸性好，對酸呈惰性，耐濃酸侵蝕；（7）與砂漿附著力強。
3. 聚合物砂漿特點
聚合物砂漿是由水泥、速凝添加劑、粉末狀聚合物、碎石與水等混合拌制而成，其粘結強度高，熱膨脹系數(shù)與混凝土類似。
聚合物砂漿的主要特點：（1 )黏附性好，與原結構舊混凝土表面黏附良好，使纖維筋與原結構共同受力；（2）穩(wěn)定性好，能有效抑制有害物質(zhì)的滲透和擴散；（3）和易性好，利用快捷、速凝的功能特點，修繕結構腐蝕表面，達到修舊如新。聚合物砂漿可以維修各種老化受損的混凝土表面。
4. 國內(nèi)橋梁加固現(xiàn)狀
橋梁作為公路交通的關鍵設施，具有跨越深谷、承受運載、通航泄洪、保證安全、連接路網(wǎng)的重要功能。目前，我國各級公路上營運的橋梁總數(shù)達 60余萬座。
按橋梁設計技術標準對大中小類型的橋梁平均使用壽命測算，橋梁平均設計使用壽命在50年左右。全國年均需要改造翻新的橋梁約有10 000 余座，合計約60余萬延米。以二級路為例，每年國家需要投人的橋梁改造費用上百億幣，這是一筆巨大的投資。根據(jù)近10年危橋改造的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)有重交通組成作用下的橋梁使用壽命平均在33年之內(nèi)，部分路段橋梁的使用壽命甚至更短。如何更有效的延長橋梁的使用壽命、如何更有效的提高危險橋梁的改造利用技術、如何將加固后的橋梁變得更持久，是當前橋梁管理中面臨且急需解決的問題。
面對當前大規(guī)模的橋梁改造任務，各級橋梁管理部門都十分重視其處理效果，近年來積極研究和尋求有效的維修加固新技術，但這并不是一件容易的事情，目前在橋梁加固改造中常采用的技術還是十幾年前的研究成果，主要方法如：“鋼板加固法”、“擴大截面加固法”、“體外（內(nèi)）預應力加固法”、“碳纖維布加固法”等，這些材料技術為輕交通狀態(tài)下的橋梁加固做出過貢獻。隨著近幾年重交通的發(fā)展和擴散，現(xiàn)有橋梁的加固材料和工藝技術在適應性方面面臨巨大挑戰(zhàn)。一方面是目前所使用的加固材料（如鋼板/纖維布）其溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大，造成加固后的補強材料與原結構的溫縮變形差異化，形成不同步的溫縮變形狀態(tài)，影響加固耐久；另一方面當前加固中為提高結構受力的高強材料仍然采用鋼材，因鋼材有防銹處理的要求，這樣就增大了后期的維護投人，在結構層面上需要增設3 cm以上厚度的防銹保護，造成自重增加，影響使用效果；此外，在增大截面法中，因材料強度因素，需要增厚自重增加，影響結構受力和加固效果?，F(xiàn)有加固材料和工藝中即便是解決了受力要求，但施工后的結構面會留下不和諧修補“傷疤”，影響結構外觀和技術狀況評價。
由此可見，研究和選擇一種高強、防腐蝕、經(jīng)濟、施工方便，且與鋼筋混凝土材料溫縮模量相一致的維修加固材料，達到理想的加固改造，且能提高橋梁的承載能力是十分迫切和必要的工作。
首先原構件混凝土表面去除表面浮漿、油污等雜質(zhì)，并對混凝土構件加固部位進行鑿毛處理。對加固表面缺損的坑洼部位采用高強聚合物砂漿預先修補，待混凝土表面干燥后涂抹界面劑。隨后安裝錨具及碳纖維復合筋，利用錨具固定碳纖維復合筋，碳纖維復合筋應緊貼加固面，壓條及螺栓均應采用不銹材料；安裝完后，噴涂高強聚合物砂漿，砂漿厚度不小于20MM，施工溫度應在10℃-35℃，后對表面進行養(yǎng)護.

當前在工程結構加固改造市場上，粘貼碳纖維復合材料加固是當下熱門的加固方式，其原因當然與碳纖維材料的優(yōu)點有關：重量輕、強度高、耐酸堿、不占原有建筑空間、施工簡便、幾乎無濕作業(yè)等。
結構安全無小事，在加固材料的選購上更是體現(xiàn)得淋漓盡致，加固材料是結構加固中對安全影響的因素，因此在選購中，我們一定要仔細篩選、謹慎決定，防止一時疏忽，留下安全隱患。
首先我們要知道碳纖維布有一級300g、一級200g、二級300g和二級200g四種規(guī)格，有些圖紙設計說明會直接給出碳布規(guī)格。例如設計說明中明確提出碳布采用一級300g，那我們就可以直接跟材料廠家說明規(guī)格等級就可以了。
如果設計說明沒有明確提出碳布的等級規(guī)格，我們可以根據(jù)材料幾項關鍵性能參數(shù)進行判斷材料規(guī)格等級。例如提到碳布抗拉強度≥3400MPa、彈性模量230GPa、伸長率1.6%，那我們就可以確定碳布等級為一級，抗拉強度≥3000MPa、彈性模量200GPa，伸長率1.5%，說明碳布等級為二級；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/㎡。
當碳纖維布和浸漬膠進場時，檢查碳纖維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，膠體如果太稠則會導致施工人員施工體驗性不好，并且膠體很難充分浸透碳布，達到的加固效果，若果膠體太稀，又會導致浸漬膠流淌，影響粘接效果。
如何選擇好的碳布是一件令人極其的事情，市面上眾多品牌的碳纖維布魚龍混雜，令人頭暈目眩的同時看起來似乎都沒什么區(qū)別。然而不同的產(chǎn)品卻存在較大的價格差異，部分工程由于采用了劣質(zhì)產(chǎn)品導致加固失效常有發(fā)生，其造成的損失難以估計，因而值得加固改造業(yè)的設計、施工、監(jiān)理和業(yè)主單位予以關注，需要多方共同做出努力。