碳素纖維在具有高強(qiáng)度，高彈性率的同時(shí)，更擁有自重，輕和耐久性的特征。從早航空、宇宙關(guān)聯(lián)器材的應(yīng)用開(kāi)始，到體育用品和機(jī)械產(chǎn)業(yè)的用途，近年，作為混凝土構(gòu)造物補(bǔ)強(qiáng)材料的替代品，被廣泛應(yīng)用在高速公路、鐵道橋和橋的橋墩、隧道、建筑物的抗震補(bǔ)強(qiáng)工事中。
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。高強(qiáng)度，密度小，厚度薄，基本不增加加固構(gòu)建自重及截面尺寸。適用面廣，廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結(jié)構(gòu)形狀的加固修補(bǔ)和抗震加固及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)加固。施工便捷，無(wú)需大型機(jī)具設(shè)備，沒(méi)有濕作業(yè)，無(wú)需動(dòng)火，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)備，施工占用場(chǎng)地少，施工工效高。高耐久，由于不會(huì)生銹，非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環(huán)境中使用。
土木建筑，橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補(bǔ)強(qiáng)材料:碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套膠粘劑共同使用，可構(gòu)成完整的性能的同固碳纖維布材增強(qiáng)體系。該體系適用于梁、 柱、板、隧道、圓形、弧等。
眾所周知，建筑加固用的碳纖維布擁有很高的強(qiáng)度，加固效果的好壞與碳纖維布和混凝土基材的粘結(jié)性能密切相關(guān)。由于各種原因，碳纖維加固常常發(fā)生剝離破壞，此時(shí)，碳纖維布的應(yīng)力并未達(dá)到其抗拉強(qiáng)度，甚至還在較低的水平上，因而其高強(qiáng)性能得不到發(fā)揮。這種破壞很突然，屬于脆性破壞，發(fā)生這種破壞導(dǎo)致碳纖維布的加固效果大幅下降。
粘貼碳纖維布時(shí)如果不施加錨固措施，通常在集中力作用附近出現(xiàn)裂縫后很快就會(huì)產(chǎn)生剝離破壞的發(fā)生，這個(gè)時(shí)候碳纖維布的應(yīng)力往往很低。
為此，采用U型錨固的方式來(lái)組織結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)展，推遲碳纖維布的剝離破壞，提高碳纖維布的應(yīng)力。同時(shí)，U型錨固還可以提高梁的抗剪能力，在板中，垂直于縱向加固碳纖維布方向的壓條可以分擔(dān)荷載，提高抗剝離能力。
注意，密布U型錨固的形式有助于提高碳纖維布的應(yīng)力位，從而提高構(gòu)件的加固效果。但如果U型錨固間距過(guò)密，則不利于碳纖維布沿長(zhǎng)度方向的應(yīng)力傳遞，會(huì)導(dǎo)致局部應(yīng)力集中，碳纖維布提早破壞。因此，在加固時(shí)，建議U型錨固的間距大于300mm。
粘貼碳纖維布用膠粘劑的性能同樣對(duì)碳纖維布的應(yīng)力發(fā)揮起著重要的作用。因此，工程中使用的加固材料通過(guò)可靠的安全鑒定和質(zhì)量認(rèn)證，是保障加固成功的關(guān)鍵問(wèn)題之一。嚴(yán)格遵守國(guó)家規(guī)范進(jìn)行選材和施工也是防止剝離破壞的一個(gè)重要方面。
采用U型錨固、纖維鉚釘、改善膠粘劑的性能均可以推遲碳纖維布剝離破壞的發(fā)生，提高碳纖維布應(yīng)力發(fā)揮程度，從而提高構(gòu)件的加固效果。除此之外，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量、粘貼碳纖維布的層數(shù)及構(gòu)件表面處理等也是抗拒剝離的可行措施。

相對(duì)于當(dāng)今常見(jiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)具備明顯的優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)自重輕，抗震性能好，資源回收價(jià)值高，被稱(chēng)為可重復(fù)利用型與環(huán)保型綠色建筑。如今，鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量，更標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，自我國(guó)提出在建筑中“積極、合理的用鋼”后，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量也在逐年呈上升趨勢(shì)。
與混凝土結(jié)構(gòu)類(lèi)似，鋼結(jié)構(gòu)在外界環(huán)境與荷載的長(zhǎng)期作用下，同樣會(huì)不可避免的出現(xiàn)各種損傷與缺陷。鋼結(jié)構(gòu)損傷的長(zhǎng)期累積，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)性能劣化，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效，為保證結(jié)構(gòu)安全與節(jié)約資源就必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理。
鋼結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)加固方法
鋼結(jié)構(gòu)加固中，傳統(tǒng)的方式要屬焊接加固。焊接加固即在結(jié)構(gòu)受損部位焊接金屬蓋板或型鋼，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。焊接加固應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)成熟度高，但存在焊接后材料性能變差、受操作人員影響程度高的風(fēng)險(xiǎn)。
既然鋼結(jié)構(gòu)可以像混凝土結(jié)構(gòu)一樣采用碳纖維布進(jìn)行加固，是否意味著二者對(duì)于材料有著相同的需求呢？我們都知道，碳纖維布加固是通過(guò)配套浸漬膠，將碳纖維布與基材形成整體來(lái)共同受力，也就是說(shuō)，碳纖維布與基材之間，能否形成整體將是影響加固效果的重要因素。而鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)屬于不同種類(lèi)基材，對(duì)材料的要求，自然會(huì)存在不同。
在GB 50728-2011安全性鑒定中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)中用到的浸漬膠進(jìn)行了特殊的要求。相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)浸漬膠的各項(xiàng)指標(biāo)要求有很大的提升。鋼結(jié)構(gòu)對(duì)膠體的高要求，導(dǎo)致大量在混凝土結(jié)構(gòu)加固中采用的浸漬膠，在鋼結(jié)構(gòu)中變?yōu)椴缓细癞a(chǎn)品，在選擇碳纖維布對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)當(dāng)尤為注意。
截止目前，碳纖維布在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，還達(dá)不到混凝土結(jié)構(gòu)加固那樣成熟。由于兩種基材的差異性，導(dǎo)致碳纖維布加固鋼結(jié)構(gòu)的難度要遠(yuǎn)高于混凝土結(jié)構(gòu)?？ū緦⒗^續(xù)帶來(lái)更多碳纖維布加固鋼結(jié)構(gòu)的相關(guān)討論，與加固同仁共同進(jìn)步。
碳纖維材料是目前常用的一種加固材料，和其他的加固材料相比，碳纖維材料有多種優(yōu)勢(shì)，而且性?xún)r(jià)比較高，目前被廣泛的應(yīng)用于建筑工程以及其他領(lǐng)域中。碳纖維加固也是一種新型的加固方式，實(shí)際施工時(shí)，將碳纖維布用結(jié)構(gòu)膠粘貼在混凝土接觸層表面，提高建筑物的承重能力，從而起到加固維護(hù)的效果，碳纖維材料既然這么好，那么碳纖維加固材料的使用壽命有多長(zhǎng)呢？下面的時(shí)間施邦小編就來(lái)給大家詳細(xì)的介紹下。
和其他的加固材料比較后會(huì)發(fā)現(xiàn)，碳纖維材料的耐久性非常強(qiáng)，國(guó)家規(guī)范中對(duì)碳纖維材料的使用年限設(shè)定的是50年，不過(guò)在實(shí)際施工的過(guò)程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，碳纖維材料的使用壽命不止50年，即使在惡劣的環(huán)境中施工，碳纖維材料的使用性能也不會(huì)受到干擾，不過(guò)這里所說(shuō)的是優(yōu)質(zhì)的碳纖維材料，有些劣質(zhì)的碳纖維材料，雖然市場(chǎng)售價(jià)較低，但是存在的質(zhì)量瑕疵問(wèn)題嚴(yán)重，使用這類(lèi)劣質(zhì)的碳纖維材料進(jìn)行加固維修，不僅達(dá)不到預(yù)期的加固效果，反而會(huì)降低建筑物的使用壽命，另外，還會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。
碳纖維加固方法雖然是目前常用的加固方法，不過(guò)碳纖維加固方法也存在一些弊端，對(duì)于碳纖維加固技術(shù)的局限性方面，并不是所有的加固工程都適合采用該種加固方法的，對(duì)此我們要明確，另外，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，碳纖維加固技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)趨于成熟，碳纖維加固過(guò)程中存在的諸多難點(diǎn)都已經(jīng)被攻克，而且碳纖維材料也在不斷更新?lián)Q代，現(xiàn)在市場(chǎng)上銷(xiāo)售的碳纖維材料，更適合在加固工程中使用。

碳纖維布其實(shí)可以用很多方式了解，基礎(chǔ)就是要從碳纖維布本身的成本構(gòu)成上去了解：K代表碳纖維的根數(shù)。碳纖維布不像一般的紡織品，它的紡織單元不是單絲，而是束絲。工業(yè)上目前規(guī)?；a(chǎn)的束絲可包含1000（1K）、3000（3K）、6000（6K）、12000（12K）、24000（24K）、48000（48K）、540000（540K）根單絲。比如，1K代表著碳纖維布其中一束纖維絲里包含了1000根絲,那么3K就代表一束碳纖維絲里包含了3000根碳纖維絲，12k就是12000根碳纖維絲。
建筑工程中對(duì)碳纖維布的k數(shù)又是怎樣規(guī)定的？
《工程結(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》GB50728-2011明確規(guī)定：承重結(jié)構(gòu)，對(duì)重要結(jié)構(gòu)加固用的碳纖維，應(yīng)選用聚丙烯腈基（PAN）不大于12k的小絲束纖維，嚴(yán)禁使用大絲束纖維；對(duì)于一般構(gòu)件，除使用聚丙烯腈基（PAN）不大于12k的，若配有結(jié)構(gòu)膠，尚允許使用不大于15k的。
承重結(jié)構(gòu)加固用碳纖維布為什么禁止使用大絲束纖維？
小絲束抗拉強(qiáng)度十分穩(wěn)定，離散性很小，其變異系數(shù)均在5%以下，且膠液容易滲透，故在生產(chǎn)和使用中對(duì)其性能和質(zhì)量容易把控；而大絲束變異系數(shù)高達(dá)15%~18%，甚至更大，可靠性差，故不能用。
承重結(jié)構(gòu)加固用碳纖維為什么規(guī)定12k？
從易于被膠粘劑浸透、又減低成本的角度考慮，建筑加固用單向碳纖維布一般采用12K絲束編織。k數(shù)大于12，但不大于24的仍屬于小絲束的范疇，但是就目前來(lái)講，我國(guó)工程積累的經(jīng)驗(yàn)均是12及15k，15以上的小絲束經(jīng)驗(yàn)不足，誰(shuí)也不能保證用了不出問(wèn)題，因此為了安全性和耐久性，對(duì)一般結(jié)構(gòu)僅允許使用不大于15k的。
碳纖維膠用量多少？
一般來(lái)說(shuō)，每平方米碳纖維布需底膠0.2~0.3kg，每平方米碳纖維布需浸漬膠0.6~0.9kg。其次，還要考慮膠水質(zhì)量、施工環(huán)境等因素的影響。
碳纖維膠對(duì)人體有害嗎？
碳纖維膠分樹(shù)脂和固化劑兩部分，又稱(chēng)為A、B組份，環(huán)氧樹(shù)脂本身是無(wú)毒的，但是有些廠(chǎng)家在制備的過(guò)程中添加了溶劑及其他有毒物，這就使膠水變得“有毒”了。上海施邦碳纖維膠通過(guò)研發(fā)，保持了環(huán)氧樹(shù)脂的“無(wú)毒”本性，現(xiàn)已通過(guò)無(wú)毒檢測(cè)，擁有正規(guī)的無(wú)毒報(bào)告，產(chǎn)品對(duì)人體不會(huì)造成傷害。但因?yàn)槿梭w皮膚的特殊性，對(duì)產(chǎn)品的適應(yīng)性不同，對(duì)于部分體質(zhì)敏感的人來(lái)說(shuō)，可能會(huì)有一定的現(xiàn)象出現(xiàn)，不過(guò)不用太過(guò)擔(dān)心，施工人員在施工時(shí)可采取配戴手套、穿防護(hù)衣等防護(hù)措施。
 總的來(lái)說(shuō)想要對(duì)碳纖維進(jìn)項(xiàng)了解，就需要先從碳纖維布材料本身上出發(fā)，然后延伸到碳纖維布加固施工過(guò)程，從而有一個(gè)深刻的了解，讓我們?cè)谔祭w維布加固行業(yè)中越走越遠(yuǎn)，越來(lái)越好。

眾所周知，建筑物使用年限已久出現(xiàn)安全問(wèn)題的時(shí)候。就需要進(jìn)行加固修復(fù)，碳纖維布加固是常用的加固方法之一，那么使用碳纖維布加固后該如何養(yǎng)護(hù)呢？
粘貼完碳纖維布后，在碳纖維膠完全固化之前，我們還需要檢查一下碳纖維布是否出現(xiàn)空鼓、起皺等，這個(gè)時(shí)候要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)問(wèn)題進(jìn)行修正，并做后續(xù)養(yǎng)護(hù)。
1、空鼓：
在鼓起部位，用刮板或滾筒在纖維表面沿同一方向涂刮、滾壓，將內(nèi)部的空氣排出去，不得來(lái)回運(yùn)動(dòng)；
2、起皺：
纖維起皺會(huì)嚴(yán)重影響拉伸強(qiáng)度，用刮板沿纖維方向捋刮，加以修正，使起皺部分盡可能展平。
3、養(yǎng)護(hù)：
碳纖維布加固時(shí)不許有水，固結(jié)期不許碰動(dòng)，在浸漬粘貼樹(shù)脂初期硬化之前，為了防止雨水和塵土等粘附在碳纖維布表面上，養(yǎng)護(hù)期間可根據(jù)需要用塑料薄膜等覆蓋。
4.、涂覆：
粘貼完碳纖維布初期硬化后，在碳纖維布表面撒上黃沙，以便后續(xù)對(duì)施工表面進(jìn)行粉飾層涂抹，對(duì)抗燃性和耐火有要求時(shí)，可用灰漿或不燃燒型板等材料裝飾表面。