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碳纖維布加固修復混凝土裂縫
1、引言
碳纖維材料用于混凝土裂縫加固修補的研究始于80年代美、日等發達國家。目前，隨著我國經濟建設的逐步增長，已竣工的工程和在建工程，特別是公建工程隨房屋功能的需要的不同而改變，難以滿足當前規范使用的需求，結構需進行維修、加固，目前常用的加固方法有很多，如：加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法和碳纖維加固法。前3種的加固方法施工周期長、占地大、功效小。碳纖維布加固是目前設計單位加固設計中常用的一項，它具有強度高、施工速度快、功效高的特點。碳纖維布的抗拉強度能達到3400mpa以上，受力彈性模量在240000mpa以上,延伸率能達到2%，單位面積質量≦300g/㎡。
2、碳纖維布加固混凝土結構的技術特點
碳纖維布加固法是將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸成為復合增強材料；用環氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上，形成一個新的復合體，使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性，達到結構補強和改善結構受力的目的。與加大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法相比碳纖維布加固具有明顯的優勢：具有節省空間，施工簡便，不需要現場固定設施，施工質量易保證，基本不增加結構尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，悍馬碳素纖維作為新型的補強材料，而備受青睞和關注。
（1）抗拉強度高，是同等截面鋼材的7-10倍，能達到提高結構的承載力，改善結構的受力性，達到加固目的。
（2）自身重量輕薄，密度只有普通鋼材的1/4，經加固后的原構件基本不會增大自身重量和尺寸。
（3）耐腐濁、耐久性好，可阻抗化學腐濁和惡劣環境、氣候變化。經研究實踐表明在外面的碳纖維布的壽命在30年左右。而表面涂抹水泥砂漿保護層或其他保護材料的碳纖維布壽命在50年左右。
（4）施工方便簡便、施工速度快、基本不占用場地、省時省力施工質量易保證。
（5）適用范圍廣，混凝土構件、鋼結構、木結構均可以加固。特別是對其他加固方法無法進行結構加固的結構碳纖維加固法都可以進行加固施工。像隧道、煙囪、受鹽腐的混凝土、橋梁等?？纱蠓忍岣邩嫾某休d力、抗震性能和耐久性能。
3、碳纖維布加固工程實例
3.1概述
廣場6#樓位于該縣老汽車站。一至七層為購物中心，建筑面積43760㎡，集購物、休閑、娛樂為一體。在工程施工至4層結構時由于業主招商引入某影業有限公司在a區6、7層增設電影院。由于影院功能需求影廳高度要達到9米以上，因此影廳內7層樓面取消，經設計院對a區重新設計驗算對4層以下及地下室柱、進行加固處理。
3.2加固方案
設計院提出2套加固方案
1、外包鋼加固法：梁部位加固在梁底粘貼6mm厚鋼板，柱加固在柱四角包8mm×l80 mm角鋼4mm×50厚綴板@250焊接灌漿。優點：加固材料可控性好，定期保養、油漆是鋼板長期不銹。缺點施工難度大，周期長，增加構件自重，鋼板與混凝土結構不易粘結。
2、碳纖維布加固法：選用碳纖維布的抗拉強度達到3400mpa以上，受力彈性模量在240000mpa以上,延伸率能達到2%，單位面積質量≦300g/㎡。優點：施工容易，重量輕、體積小，速度快，碳纖維布與混凝土結構易結合，壽命能達到30～50年。
考慮到時間就是效益，選用碳纖維布加固法進行加固處理，使工程能提前完工，商場提前開業為業主提前創造效益。
3.3施工工藝流程
施工準備→混凝土表面處理→找平材料配置→構件表面殘缺修補→底膠配置→涂刷底膠→浸漬樹脂膠配置→粘貼碳纖維布→表面養護。
3.4施工工藝要點
3.4．1、表面處理
1）、混凝土表面如出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予剔除，對于較大面積的劣質層，在剔除后應用聚合物水泥砂漿進行修復。
2）、裂縫部位，如有必要應先進行封閉處理。
3）、用混凝土角磨機、砂輪（砂紙）等工具，去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質，構件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸出部位要磨平，轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀（r³ 10mm）。
4)、用吹風機將混凝土表面清理干凈并保持干燥。使用高強度聚合物砂漿修補表面凹陷底部分。
3.4.2、構件表面殘缺系修補
1）、混凝土表面凹陷部位應用刮刀嵌刮整平膠料修補填平，模板接頭等出現高度差的部位應用整平膠料填補，盡量減少高差。
2）、轉角的處理，應用整平膠料將其修補為光滑的圓弧，半徑不小于10mm。
3）、整平膠料須固化后（固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），方可再進行下一道工序。
3．4.3、涂底膠
1）、按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中，用攪拌器攪拌均勻，根據現場實際氣溫決定用量，并嚴格控制使用時間，在規定時間內用完。
2）、用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構件表面，厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后（固化時間視現場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時），再進行下一道工序。
3.4.4、碳纖維布粘貼
1）、粘貼碳纖維布的氣溫應在10℃以上，按設計要求的尺寸裁剪碳纖維布，除非特殊要求，碳纖維布長度應在3m以內。
2）、按悍馬廠家提供的施工工藝規定配置浸漬膠，比重稱量正確裝入容器充分攪拌均勻，一次調和量應在規定時間內用完。用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位，在搭接、拐角部位適當多涂抹一些。
3）、用特制光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤膠料。當需要搭接粘貼時，搭接長度應大于10cm。多層粘貼應重復以上步驟，待纖維表面指觸感干燥為宜，方可進行下一層碳纖維布的粘貼。
4）、在外一層碳纖維布的外表面均勻涂抹一層粘貼膠料。
3.4.5、養護
粘貼碳纖維布后，自然養護1-2小時達到初期固化，應保證固化期不受外界干擾和碰撞。碳纖維布粘貼后達到設計值自然養護應在14天左右。
4、加固效果
碳纖維布粘貼完成達到齡期后，請專業檢測部門對其與混凝土結合強度做了破壞性拉拔試驗，試驗結果拉拔強度超過設計要求，碳纖維布牢固的與混凝土粘結在一起，達到了設計要求。
5、結論
碳纖維布具有輕、薄、高強度、抗腐濁、耐老化等優點。很好的與混凝土結構形成一個共同體，使混凝土結構補強的抗拉強度達到一定的目的。
碳纖維布加固法與粘鋼加固法比較費用差不多，但悍馬碳纖維布加固施工方法簡單、速度快捷、功效高、施工場地占用少、工期短，在工期上具有明顯的優勢。
碳纖維布加固法效果好，強度高、適用范圍廣、施工質量容易保證、耐腐濁及耐久性好不受環境條件的影響，采用悍馬碳纖維布加固后基本不增加結構自身的尺寸和重量，能適應各種其它加固無法施工的結構，碳纖維加固在越來越多的領域廣泛應用。

碳纖維布一般都有多厚呢？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、宇宙關聯器材的應用開始，到體育用品和機械產品，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，碳纖維布行業的發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。
很多做加固的朋友對碳纖維布的厚度都有一個疑問，比如，為什么300g/㎡碳纖維布的厚度是0.167mm？很簡單，碳纖維的密度ρ=1.8g/cm3，厚度=克重/密度，所以300g的碳纖維布厚度：300g/m2除以1.8g/cm3=0.167mm。
下面就來簡單介紹一下有關碳纖維布的一些情況。
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碳纖維布行業發展是非常的不錯的，這種材料可以在各行各業都能夠使用的到，尤其是在工程加固行業，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。目前國內生產碳纖維布的企業不少，但是，關于碳纖維布的品質是參差不齊的，客戶在購買時可以從多方面綜合考慮。
碳纖維布施工過程中需要注意：
嚴格按照GB50550-2010的施工工藝進行粘貼，但應注意以下幾點：
1、碳纖維布一定要粘貼到結構面上，如果要加固的構件有白灰需將白灰鏟除，有抹灰層要將抹灰層剔除，有混凝土墊層也必須將混凝土墊層進行剔除，剔除完畢露出新鮮的混凝土，再用結構修補膠對加固的基面進行修補、找平。
2、對于有棱角的截面，需要磨成圓弧半徑不小于25mm的曲面。
3、需要加固的混凝土基面需要保持干燥，基面表層含水率不宜大于4%，不應大于6%?；婧食^6%應進行干燥處理或者采用的潮濕浸漬膠進行粘貼。
4、碳纖維布在粘貼時，用刮板進行刮壓，刮壓時要沿一個方向進行刮壓。
5、碳布在搭接時受力方向搭接長度應不小于20cm。
6、應特別注意在冬季施工時浸漬膠會有些粘稠，屬于正常現象，如果過于黏稠影響正常施工，應對膠體進行加熱處理。嚴禁在膠體中加入酒精等有機溶劑。
7、碳纖維布和浸漬膠應采用同一品牌，否則需要做適配性試驗。
8、盡量不要在粘貼好的碳布上鉆孔，這樣會減少碳纖維布的受力面積，影響加固效果。

粘鋼加固和碳纖維布加固能不能互換？
在加固工程之中，粘貼碳布與粘鋼加固，是我們常見的加固方法，那么究竟碳布與粘鋼加固有哪些相同與不同之處呢？今天我們就來深入了解一下吧!
加固機理相似
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，本質上相當于增加構件配筋，在抗剪、抗彎加固中一般可以互相替換。
粘鋼加固工法的優勢
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，所以要充分發揮加固材料的強度，粘貼碳纖維需要加固構件產生更大的形變。也就是說，在小變形情況下，粘貼碳纖維加固應力滯后顯著，所以當構件承載力相差較多時，應優先選用粘鋼加固；
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；
碳布加固工法的優勢
如果將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厚碳纖維布則可相當于1mm厚鋼板。
此外，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，也不易被有害介質腐蝕，在惡劣環境下耐久性好。
碳纖維還具有柔韌性，能夠包裹復雜外形的構件，并非很光滑的結構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%。
在加固工程之中，單采用一種加固工法就將問題完全解決，少之又少，換言之，任何加固工法都會有自己的使用局限，我們就需要掌握每種加固工法的優勢，將每種加固工法的優勢充分發揮出來，為結構安全護航。

詳解碳纖維布加固施工過程中不容小覷的4個細節
說到建筑物的加固施工，大家現在對其的了解都比較多，目前我們常用的加固方法有碳纖維加固法、混凝土加固法、粘鋼加固法等，不同的加固方法優勢不同，對施工環境也有不同的要求，在多種加固方法中，由于碳纖維加固方式具有很多優點，目前在建筑工程中的應用頻率也較高，碳纖維布是一種優質的加固材料，使用碳纖維布加固施工時，也有很多需要注意的細節問題，今天小編就來帶著大家一起詳細的了解下。
一、對施工環境的要求
雖然碳纖維材料能夠在惡劣的條件下施工，不過，為了保證加固施工的效果，我們對施工環境還是要重視起來的，一般情況下，對施工溫度的要求并不是太高，施工現場的溫度不能低于5度，否則需要進行加溫處理，如果施工溫度長期低于5度，需要暫時停止施工，以免影響到加固效果。
二、加固后的養護工作
自然養護的時間是24小時，要保證加固的部位不受外力的干擾和沖擊，如果是室外施工，還需要保證加固部位不能淋雨，施工結束后，加固部位養護5天的時間就可以投入使用了。
三、施工安全的具體要求
1、裁剪碳纖維布時，需要遠離明火和電源；
2、碳纖維布材料的儲存環境應該選擇在密封的環境中，切忌要遠離明火，還需要避免陽光的照射；
3、在配制結構膠時，需要在通風良好的環境中配制；
4、施工現場需要配備滅火器，以免發生安全事故時，能夠及時施救；
5、施工人員只要進場就要佩戴安全帽，穿著工作服，對于有煙癮的施工人員來說，在施工現場，不能攜帶打火機和進場，以免引發火災。
四、施工現場的詳細記錄
一般情況下，大型工程都有專門的記錄人員，為了避免施工材料的浪費使用，對于每道加固工序使用的加固材料數量都需要詳細記錄在冊，對于短缺的材料也需要記錄并及時上報。