碳纤维布加固加固优点

碳纤维布加固技术于国内最早通过的规范是《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146：2003，现已经被最新的国家标准规范《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013代替,使用碳纤维加固技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，形成一个新的复合体使增强贴片与原有钢筋混凝土共同受力。增大结构的抗拉或抗剪能力，提高强度、抗裂性、结构的延性和抗震加固的作用。

碳纤维加固适用范围

纤维类材料（碳纤维布、碳纤维板、芳伦纤维及玻璃纤维）加固修复混凝土结构技术是采用配套粘结树脂将碳纤维布粘贴于混凝土表面，起到结构补强和抗震加固的作用。广泛适用于建筑梁、板、柱、墙等的加固，以及桥梁、隧道、烟囱、筒仓等其它土木工程的加固补强。

施工工艺：表面处理→涂刷底胶→修补找平→胶料配制→粘贴碳纤维→表面防护→检验

施工方法

1.施工准备

1)施工前应认真阅读设计施工图，按设计图纸，在加固部位放线定位。

2)应根据施工现场和被加固构件混凝土的实际情况，拟订施工方案和施工计划。

3)应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等做好施工前的准备工作。

2.混凝土表面处理

1)应清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层。

2)被加固构件表面打磨平整，除去表层浮浆、油污等杂质，直至完全露出混凝土结构新面。转角粘贴处应进行导角处理并打磨成圆弧状，圆弧半径不应小于20mm。并用修复材料将表面修复平整。

3)应按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。

4)表面打磨后，应用强力吹风器或吸尘器将表面粉尘彻底清除，并保持干燥。

3.配制并涂刷底层树脂

1)应按产品生产厂提供的工艺规定配制底层树脂。

2)应采用滚筒刷将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。宜在底层树脂表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。

4.粘贴面找平处理1)应按产品生产厂提供的工艺规定配制找平材料。

2)混凝土表面修补应选用丙酮将表面浮尘擦去，有凹陷处，应使用修补胶找平；有段差或转角部位，应抹成平滑曲面。

3)转角处应采用找平材料修理成为光滑的圆弧，半径不应小于20mm。

4)用刀头宽度≥100mm的刮刀对凹坑实施填塞修补、找平，找平程度按眼观目测无明显的刮板或刮刀痕迹纹路平滑为准。

5)宜在找平材料表面指触干燥后，尽快进行下一工序的施工。

5.碳纤维布（板）剪裁

1)按设计规定尺寸剪裁碳纤布，切记必须满足设计尺寸，严禁斜切碳纤布，并防出现拉丝现象。

2)保证剪裁后的碳纤维加固向与粘贴部位的方向一致。

3)剪裁成型的碳纤维注意保护洁净不受污染。

6.配制并涂刷浸渍树脂或粘贴树脂

1)配制粘结剂前应仔细阅读其使用说明书。

2)按粘贴面积确定每次用量，以防失效浪费。

3)严格按重量比计量使用配制。

4)按厂家配合比和工艺要求进行配制，且应有专人负责。搅拌应顺时针一个方向搅拌，直至颜色均匀，无气泡产生，并应防止灰尘等杂质混入。

5)调制好的粘结剂抓紧使用。

7.粘贴碳纤维材料

粘贴碳纤维布

1)粘贴碳纤维前应对混凝土表面再次擦拭，确保粘贴面无粉尘。

2)混凝土表面涂刷结构胶，必须做到涂刷稳、准、匀的要求，即：稳，刷涂用力适度，尽量不流不坠不掉；准，涂刷不出控制线；匀，涂刷范围内薄厚较一致。

3)碳纤维布粘贴时，同样要稳、准、匀，核心要求做到放卷用力适度，使碳纤维布不皱、不折、展延平滑顺畅。

4)滚压碳纤布必须从一端向另一端滚压，不宜在一个部位反复滚压揉搓，滚压中让胶渗透纤维布，做到浸润饱满。碳纤维布需要搭接时，必须满足规范要求≥100mm。

5)多层粘贴时，应在碳纤维织物表面指触干燥后立即进行下一层的粘贴。如超过40分钟，则应等12小时后，再行涂刷粘结剂粘贴下一层。

8.粘贴碳纤维板

1)应按设计要求的尺寸裁剪碳纤维板，并按产品生产厂提供的工艺规定配制粘结树脂；

2)应将碳纤维板表面擦拭干净至无粉尘。当需粘贴两层时，底层碳纤维板的两面均应擦拭干净；

3)擦拭干净的碳纤维板应立即涂刷粘结树脂，树脂层应呈突起状，平均厚度不应小于2mm；

4)应将涂有粘结树脂的碳纤维板用手轻压贴于需粘贴的位置。用橡皮滚筒顺纤维方向均匀平稳压实，使树脂从两边挤出，保证密实无空洞。当平行粘贴多条碳纤维板时，两条板带之间的空隙不应小于5mm；

5)需粘贴两层碳纤维板时，应连续粘贴。当不能立即粘贴时，再开始粘贴前应对底层碳纤维板重新进行清理。

6)表面防护当需要做表面防护时，应按有关规范的规定处理，以保证防护材料与碳纤维之间粘结可靠。

8.1碳纤维片材加固混凝土结构原理

构件外部粘贴碳纤维片材加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征，应用配套树脂将碳纤维片材粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件外部相应部位，以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。

8.2外部粘贴碳纤维加固法的加固原理与粘贴钢板加固基本相同，是利用其配套树脂的抗剪切强度将混凝土构件承担的荷载传递给碳纤维片材，使后粘贴碳纤维片材和原钢筋混凝土构件共同承受外部荷载作用力的一种加固方法。

8.3 因同属构件外部粘贴加固，碳纤维加固混凝土结构也存在应力滞后、应变超前和卸荷的问题。设计施工时可根据直接卸荷和间接卸荷的适用范围来确定采取不同的卸荷方式。

8.4 外部粘贴碳纤维加固与外部粘贴钢板加固优缺点分析比较：

①碳纤维材料本身相对比强度高、重量轻，加固施工后基本不改变原结构的外型尺寸，同时基本不增加原结构自重；

②碳纤维加固施工工艺流程简单，施工工期短、效率高。

③碳纤维自身弹性模量高，加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形控制效果较好。

④碳纤维加固几乎不用栓锚固定和外物加压，对混凝土原结构几乎没有破坏。

⑤采用碳纤维加固法加固施工后，装饰施工时无须处理界面，只在碳纤维片材施工最后工序时洒砂粘贴即可。

⑥碳纤维加固双层或三层粘贴时，因自身厚度较薄，几乎没有因厚度增加的剪力力矩影响，所以加固效果较好。

⑦碳纤维布材因其材料自身的柔韧性、可缠绕性，对狭窄工作面的加固施工加固效果独特。

⑧碳纤维布材为各向异性材料，加固设计时一般只是利用其纵向的高强来补强钢筋混凝土构件的拉弯强度，对于抗压构件和受力复杂的构件加固效果较差。

⑨碳纤维加固一般不能补强构件的刚度，用板材补强造价较高，其综合效果不如粘贴钢板或型钢加固。

9碳纤维加固适用范围

9.1本加固方法普遍适用于房屋建筑和一般构筑物中承受静力作用的一般受弯及受拉构件，对于受压构件、刚度不足构件、承受动荷载的结构构件均不适合使用。对砌体结构、木结构和钢结构构件加固中也可以应用。

9.2 采用碳纤维片材加固的混凝土结构，长期使用环境温度一般不能大于60°C，特殊环境下采用此技术，必须采取相应的防护措施。

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随着经济的飞速发展、人们对生活品质要求的不断提高，结构加固的重要性日益凸显而出。近年来，我国结构加固行业受到了高度的重视，新型加固技术与加固材料也在不断涌现。碳纤维布加固与粘钢加固，是如今加固技术中最受瞩目的两种方法，二者在诸多方面都有相似之处，那么在实际的应用之中，能否互相替换呢？

碳布与粘钢有多相似？

碳布与粘钢的相似之处，可以从适用范围上说起。碳布与粘钢同样可用于受弯构件、大偏心受压构件与受拉构件，例如在梁底粘贴碳布或者钢板，均可提高结构承载力，达到加固补强的目的。另外，从原理上来看，碳布与粘钢都是利用结构胶将碳布或钢板粘贴至混凝土基材上，令加固材料与基材形成整体共同受力。

从施工流程看，碳布与粘钢也十分相似。两种方法都受结构胶影响较大，若结构胶质量不合格，加固材料会与基材剥离，产生安全隐患甚至造成事故。同时两种方法加固前均需要卸载，未进行卸载或卸载不彻底都会产生二次受力，造成加固材料受力滞后。除此之外包括表面处理、施工温度等都有高度的重合。

碳布与粘钢能否互换？

事实上，碳纤维布与钢板在结构加固中起到的作用，可以等同为增加钢筋混凝土结构中的配筋率。因此，在一定程度上，碳纤维布加固与粘钢加固可以相互替换。按照规范中要求的设计值，我们可以进行简单的对比，规范中I级300g碳布重要构件的设计值为1600MPa，Q235钢板的设计强度取215MPa，也就是说，在材料宽幅相同的情况下，可以大体认为厚度1mm碳纤维布与厚度8mm钢板加固效果相似。

如果仅凭借上面的结果，就认为碳布加固效果远高于粘钢，那就大错特错了。强度等级不同的碳纤维布厚度也不相同，加固中采用的I级300g碳布也不过0.167mm。虽然碳纤维布加固中存在多层加固的情形，但最多不允许超过四层且从第二层起加固效果就会发生折减，与5mm厚钢板的加固效果相比还是存在差距的。

上述对比情况是出于理想的角度，若想实际替换，则还需要进行详细的计算求证。碳布与粘钢的替换还有很多需要考虑的事宜，二者弹性模量相近，抗拉强度却相差较高，因此若要充分发挥碳纤维强度，就需要原有结构能够产生较大的变形。因此，当原结构卸载不明显或结构变形较小时，粘钢加固要明显优于碳纤维加固。

碳布与粘钢，适用环境也不完全形同。碳纤维布除了具有较高的强度之外，耐磨耐腐蚀也是其优点之一。从材料自身角度看，碳纤维布不会锈蚀，对于长期处于恶劣环境下的混凝土结构，将是更好的选择。另外，同规模的加固工程，粘钢施工的造价，可能会达到碳布加固的2-3倍，需要引起注意。

综上所述，碳纤维布加固与粘钢加固的确能够替换，前提是经过慎重考量且符合实际要求。卡本提醒大家，加固设计、方案的改动，一定要经由专业人士设计、审核与最终确定，切莫随意而为，忽视结构生命安全。

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