看不起眼的碳纖維，在新材料界是一匹“”。一僅有頭發(fā)絲1/10粗絲的高性能碳纖維，拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到鋼的7~9倍，而比重僅有鋼的1/4，在幾千度高溫下，別的纖維已化為灰燼，它卻毫無變化，現(xiàn)如今碳纖維布就廣泛應(yīng)用于橋梁房租加固等領(lǐng)域。
碳纖維這一概念起源早要追溯到19世紀(jì)。英國人斯旺早用碳絲制造電燈泡的燈絲，后來愛迪生做出了實(shí)用的白熾燈碳燈絲，不過由于1910年庫里奇發(fā)明了拉制鎢絲的方法，燈絲全面改用鎢絲，早期的碳纖維研究被打入冷宮。
直到20世紀(jì)50年代以后碳纖維再次登上歷史的舞臺，為了解決噴管和彈頭耐高溫和耐腐蝕等問題，美國研制出粘膠基碳纖維。雖然它已發(fā)展頗久，在民用領(lǐng)域的技術(shù)卻還不成熟。真正高強(qiáng)度的碳纖維制造成本居高不下，導(dǎo)致推廣起來也極其不易。
現(xiàn)在碳纖維的制造成本逐步降低，正努力進(jìn)軍商業(yè)領(lǐng)域?，F(xiàn)在的F1（世界一級方程錦標(biāo)賽）賽車，車身大部分結(jié)構(gòu)都用碳纖維材料。跑車的一大賣點(diǎn)也是使用碳纖維來提高氣動性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因?yàn)樘祭w維極度高強(qiáng)度，質(zhì)量輕，又易于成型的特性，許多應(yīng)用看起來都頗為令人贊嘆，像碳纖維布，薄薄的一層布，搭配著膠，就能應(yīng)用于橋梁加固，房屋加固等混凝土相關(guān)的領(lǐng)域，并且有著相當(dāng)驚人的附著力和加固效果。

很多沒有從事了解過這行的朋友也許對碳纖維布感覺到非常的陌生，因?yàn)閲鴥?nèi)碳纖維布也是這幾年才慢慢流行于建筑當(dāng)中來的，能夠在房屋建筑中起到很好的用途，利于一些特別是用在時間比較長的混泥土商，我們都是挺常用的.
碳纖維是隨著各類事業(yè)發(fā)展起來的新型材料，近年來被廣泛的應(yīng)用于航空、車輛、體育休閑、水利、鐵路等項(xiàng)目中，今天我們討論的建筑碳纖維，顧名思義就是建筑工程上用的碳纖維加固材料，它是如何在建筑上運(yùn)用的?一起來看一看。
建筑用的碳纖維是什么材料制作的?
建筑用的碳纖維是采用聚丙烯腈基原絲編織而成的單向布，單向碳纖維布應(yīng)用于對混凝土、鋼或者其他構(gòu)件的修復(fù)、加固效果明顯，其抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到3500MPa以上，為普通建筑用鋼材的10倍，而比重僅為鋼材的四分之一，是建筑加固的得力助手。總的一句話，建筑碳纖維是一種高強(qiáng)輕質(zhì)的高性能材料。
碳纖維只可以用來加固受損的建筑嗎?
碳纖維除了用于加固受損建筑，還可以用于建筑功能改造、荷載增加等。
碳纖維的優(yōu)點(diǎn)
1、自重輕，施工方便快捷，不增加結(jié)構(gòu)荷載;
2、輕度高，能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪加固;
3、柔和性好，不受結(jié)構(gòu)(梁、柱、通風(fēng)筒、管道、墻體等)外形限制;
4、耐久性佳，抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境氣候變化的能力強(qiáng);
5、抗高溫、抗蠕變、抗磨蝕、抗震性能好;
6、符合環(huán)境要求;
7、適用范圍廣、混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固。
建筑用碳纖維型號
克重:200g/㎡、300g/㎡
厚度：0.111mm(200g)和0.167mm(300g)
寬度：100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。
建筑碳纖維膠
建筑碳纖維膠是建筑碳纖維布的配套用膠，包括底膠、找平膠和浸漬膠。底膠的作用是對鑿除后的破損混凝土進(jìn)行滲透粘結(jié)加固，若構(gòu)件表面完好無損則無需進(jìn)行加固;找平膠用于加固構(gòu)件表面缺陷的修補(bǔ)找平;浸漬膠用于浸漬和粘結(jié)碳纖維布，從而對構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。
碳纖維施工
1.混凝土表面處理
混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層，油污、污物等，然后用角磨機(jī)磨去1~2mm厚表層，混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應(yīng)進(jìn)行倒角處理，打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮沉，然后用棉布蘸酒精試凈表面，保持干燥備用。若被補(bǔ)強(qiáng)的混凝土存在裂縫，應(yīng)先視裂縫大小選用HM-120M灌注膠或HM-120L灌縫膠灌注后再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
2.底膠施工
施工時，底膠A、B兩組份按規(guī)定的配膠比例稱重，倒入潔凈容器內(nèi)并攪拌均勻(攪拌時沿同一方向攪拌，盡量避免混入空氣形成氣泡。用毛刷或滾筒刷在混凝土表面均勻涂刷，膠表層干燥以后，可視具體情況進(jìn)行多次涂刷，但是涂層厚度不超過0.4mm，并不得漏刷或有流淌、氣泡，等膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不小于2小時)，再進(jìn)行下一道工序。)每次配制的皎液應(yīng)在膠的適用期內(nèi)一次用完。
建筑碳纖維
3.找平施工
混凝土表面氣孔及問題應(yīng)使用找平膠補(bǔ)平。存在凹陷部位時，將配置好的找平膠用刮刀嵌刮進(jìn)行修補(bǔ)填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用找平膠填補(bǔ)，盡量減少高差。轉(zhuǎn)角的處理，應(yīng)用找平膠將其補(bǔ)為光滑的圓弧，半徑不小于20mm。找平膠須固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以手指觸感干燥為宜，一般不少于2小時)，方可進(jìn)行下一道工序。
4.碳纖維布的粘貼
將碳纖維浸漬膠均勻涂抹于被粘貼部位，拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。將碳纖維布拉緊對齊后粘貼，用塑料刮板 或滾筒(用去掉外邊絨毛的涂料滾筒即可)，沿同一方向反復(fù)滾壓，直至膠料滲出。然后在碳纖維布外表面也均勻涂抹浸漬膠，并反復(fù)滾壓，使浸漬膠雙向充分浸潤碳纖維布。若多層粘貼，待手指觸感干燥，可進(jìn)行下一層粘貼。碳纖維布若需搭接，搭接長度不宜小于100mm。
5.固化養(yǎng)護(hù)
施工完成后24小時內(nèi)防止雨淋或受潮，并注意保護(hù)，防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫20~25℃，固化時間不得少于3天;平均氣溫為10℃，固化時間不得少于7天。

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，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，也可采用對碳纖維施加預(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、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，應(yīng)用碳纖維加固時應(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，應(yīng)用碳纖維布加固時應(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，其加固效果也會有所不同，不管采用哪種粘貼方法，對被加固結(jié)構(gòu)都會起到加固補(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：
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，加固后對建筑負(fù)荷及凈空的影響是極少的，同時也不會影響到建筑原結(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
家安居:
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碳纖維布加固技術(shù)于國內(nèi)早通過的規(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)樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，形成一個新的復(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，對于受壓構(gòu)件、剛度不足構(gòu)件、承受動荷載的結(jié)構(gòu)構(gòu)件均不適合使用。對砌體結(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)變超前和卸荷的問題。設(shè)計(jì)施工時可根據(jù)直接卸荷和間接卸荷的適用范圍來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比強(qiáng)度高、重量輕，加固施工后基本不改變原結(jié)構(gòu)的外型尺寸，同時基本不增加原結(jié)構(gòu)自重；碳纖維加固施工工藝流程簡單，施工工期短、效率高；碳纖維自身彈性模量高，加固后對溫度裂縫、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，對混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞；采用碳纖維加固法加固施工后，裝飾施工時無須處理界面，只在碳纖維布材施工后工序時灑砂粘貼即可；碳纖維加固雙層或三層粘貼時，因自身厚度較薄，幾乎沒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)時一般只是利用其縱向的高強(qiáng)來補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土構(gòu)件的拉彎強(qiáng)度，對于抗壓構(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)造價較高，其綜合效果不如粘貼鋼板或型鋼加固。