碳纖維具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱等特性，屬典型的高新技術(shù)產(chǎn)品，主要用于制備先進(jìn)復(fù)合材料，廣泛應(yīng)用于宇航、體育用品領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域。

隨著碳纖維成本的降低及先進(jìn)低成本制造復(fù)合材料技術(shù)的突破，碳纖維復(fù)合材料在土木工程領(lǐng)域，作為最適合的纖維復(fù)合加固材料，其使用量正在逐年急劇增長。

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡便，不需要現(xiàn)場固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該加固方法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。

1.1 碳纖維布加固

粘貼碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用配套的高性能樹脂膠將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面，使兩者共同工作，提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎、抗剪)承載能力，由此而達(dá)對建筑筑物進(jìn)行加固、補(bǔ)強(qiáng)的目的。

碳纖維布加固技術(shù)的關(guān)鍵在于：

1、必須讓配套的環(huán)氧樹脂膠充分浸透碳纖維布，使全部細(xì)小碳纖維絲粘結(jié)稱為整體，共同受力；

2、必須使碳纖維加固體系與既有結(jié)構(gòu)之間粘結(jié)牢固，形成為整體。

1.2 預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固

碳纖維板是一種碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)單向板材，其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內(nèi)固化并連續(xù)拉擠成型。采用優(yōu)質(zhì)碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。制成的碳纖維單向板材能充分發(fā)揮碳纖維的強(qiáng)度和彈性模量，在施工時(shí)可免除碳纖維單向織物的樹脂固化階段，強(qiáng)度利用效率高，施工方便。碳纖維板彈性模量約為165～185GPa，抗拉強(qiáng)度高達(dá)2400～2800MPa。

預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）高強(qiáng)高效

預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固技術(shù)充分發(fā)揮了碳纖維材料的高強(qiáng)性能，有效提升結(jié)構(gòu)承載力與抗彎剛度，節(jié)約碳纖維用量，降低工程總造價(jià)。

（2）重量輕、空間要求小

碳纖維比強(qiáng)度高、質(zhì)量僅為鋼的1/5，基本不增加原結(jié)構(gòu)自重，碳纖維板可以盤卷，能以較大長度供應(yīng)而無須搭接。沒有濕作業(yè)，不需大型施工機(jī)具，施工占用場地少，加固完成后不影響原結(jié)構(gòu)使用空間。

（3）良好的耐久性和耐腐蝕性

耐酸、堿、鹽及大氣環(huán)境的腐蝕，不須定期維護(hù)。

1.3 碳纖維布加固與預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固對比

碳纖維布加固施工方便，成本較低，無需復(fù)雜設(shè)備投入，施工期間，碳纖維布柔性可彎曲，可用于各種基面形式的加固。

而預(yù)應(yīng)力碳纖維板錨固體系，通過對碳纖維施加了預(yù)應(yīng)力，避免了碳纖維片材應(yīng)變滯后的現(xiàn)象，使碳纖維板強(qiáng)度有效發(fā)揮，提升結(jié)構(gòu)承載力，同時(shí)提高受彎構(gòu)件的抗彎剛度，減小原構(gòu)件的撓度，抑制構(gòu)件變形和裂縫擴(kuò)展，解決了碳纖維強(qiáng)度和彈性模量比值過高的矛盾。

2.1 碳纖維布加固施工工藝

粘貼碳纖維布

碳纖維布施工順序：

施工準(zhǔn)備→裂縫處理→混凝土表面處理→粘貼基面找平處理→配制、涂刷浸漬膠→粘貼碳纖維布→質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收→表面防護(hù)處理。

粘貼碳纖維布之前，要將結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行處理，并打磨平整。加固部位的混凝土表面應(yīng)盡量打磨平整，局部表面高差不超過1mm，并清除存在的浮漿、油污。局部凹槽使用找平膠找平。采用找平材料處理轉(zhuǎn)角部位應(yīng)修理成光滑的圓弧，半徑不應(yīng)小于20mm。

配制浸漬膠、找平膠時(shí)嚴(yán)格按照廠家要求配比和工藝進(jìn)行，攪拌均勻無起泡產(chǎn)生為止，并防止灰塵等雜質(zhì)混入。

粘貼碳纖維布時(shí)候，沿纖維方向施加壓力并向一個(gè)方向或從中間向兩個(gè)方向滾動(dòng)碾壓（不允許來回反復(fù)滾動(dòng)），使樹脂膠液充分侵漬碳纖維布，形成復(fù)合材料，消除氣泡和除去多余樹脂，使碳纖維和底層充分粘接。嚴(yán)禁交叉垂直于碳纖維方向滾動(dòng)碾壓施工，以免出現(xiàn)折絲彎絲現(xiàn)象。

自然養(yǎng)護(hù)至達(dá)到設(shè)計(jì)要求需要3天左右，之后表面做防護(hù)層。

2.2 預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固施工工藝

預(yù)應(yīng)力碳纖維板錨固體系

體系構(gòu)造： 由預(yù)應(yīng)力碳纖維板和兩端剛性錨具組成。

通過兩端錨具的夾片夾持向預(yù)應(yīng)力碳板施加預(yù)應(yīng)力，使碳板永久錨固在混凝土上，這樣就沿結(jié)構(gòu)件受彎拉的方向?qū)炷潦┘恿祟A(yù)壓應(yīng)力?？上驕p緩后加構(gòu)件的應(yīng)力滯后現(xiàn)象，使其與原構(gòu)件一起工作?？s小原構(gòu)件的裂縫寬度，甚至使其完全閉合，推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)和開展。大幅度提高梁板的承載能力，達(dá)到真正意義的加固。

施工工藝流程圖：

本文題目：碳纖維布加固新技術(shù)簡介
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