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碳纖維加固是近年來美日等國家所研發的應用在土木工程中的新型補強技術。該方法采用同一方向排列的碳纖維織物,在常溫下用環氧樹脂膠粘貼于混凝土結構表面,利用其緊密粘著混凝土表面,使二者作為一個新的整體,共同受力,是一種非常簡單且優良的加固補強方法,與傳統的粘鋼加固不同,碳纖維加固在不增加結構物的荷重的前提下達到高效加固的目的。

加固工藝、產品介紹

1.碳纖維增強材料，簡稱碳纖維，是近十年來在發達國家新興的一種加固混凝土結構的新材料，以其優異的力學性能在工程領域日漸受寵，被人們稱為“結構加固的新星"。采用碳纖維加固技術具有如下幾個特點：       

1.1強度高。碳纖維片材的抗拉強度一般都在3500MPa以上，遠高于鋼材；抗拉彈性模量為230000～430000MPa，亦高于鋼材。因此它的比強度（即材料的強度與其密度之比）可達到2000MPa/g/cm3以上，而Q235鋼的比強度僅為59MPa/g/cm3左右，比模量也比鋼材高。      

1.2 施工簡便、快捷。使用碳纖維加固構件不需大型施工機構及周轉材料，易于操作，施工周期短，經濟性好。       

1.3 抗酸堿鹽類介質的腐蝕，應用面廣。加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性，可以應用于各種工作環境的構件加固。   

1.4 可以有效的封閉混凝土結構的裂縫，延長結構的使用壽命。       

1.5 易于保持結構原狀，基本不增加結構自重及截面尺寸。       

2．材料      

碳纖維加固鋼筋混凝土技術所涉及的材料主要有兩種：一是碳纖維布；二是配套樹脂類粘結材料。    

2.1碳纖維增強材料（CFRP）        

CFRP乃英文Carbon Fibire Reinforcement Polymer 的首字母縮寫，意為碳纖維增強材料。碳纖維絲的產生，是通過氧化有機聚合物（通常是聚丙稀硝胺纖維或乳化瀝青），只留下碳素材料，其碳原子沿原有纖維長度排列整齊而形成碳素纖維。每根碳纖維絲由3000～12000個碳原子絲以絞線或麻繩的方式排列而成，其粗細僅相當于人的1根頭發絲。   

碳纖維成品可以制成不同的型材如纖維布、纖維板、棒材、短纖維等，根據不同工程的不同部位和需要而定。在加固工程中應用量zui大和zui普通的還是碳纖維布（片材）     

2.2配套樹脂類粘結材料（粘結劑）     

   粘結材料是施工成功的重要保證。為了使被加固構件與碳纖維布共同受力，要求粘結劑對被粘貼界面和碳纖布有較高的粘結力和強度，抗拉、抗壓特別是粘貼抗剪強度應高于混凝土相應的強度，而且粘結材料對界面和碳纖維布都要有良好的滲透性和相容性，還能夠抗沖擊、耐疲勞抗老化等。采用碳纖維片材對混凝土結構進行加固修復時，通常選用配套底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂和粘結樹脂，所選材料除滿足上述要求外，尚應滿足施工簡易的要求。     

3．碳纖維的補強、加固原理      

 粘貼碳纖維結構加固技術是指采用高性能粘結將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面，使兩者共同工作，提高結構構件的（抗彎、抗剪）承載能力。

碳纖維膠的作用   

碳纖維材料具有優良的力學性能，其抗拉強度約為普通鋼材的10倍；但是，碳纖維材料織成碳纖維布后，其中的各碳纖維絲很難*共同工作，在承受較低的荷載時，一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態，以此類推，各碳纖維絲逐漸斷裂，直至整體破壞。而使用粘結劑后，各碳纖維絲能很好地共同工作，大大提高碳纖維布的抗拉強度，故碳纖維加固必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作，因此粘結劑對碳纖維布的加固起著關鍵的作用，它既要確保各碳纖維絲共同工作，同時又確保碳纖維布與結構共同工作，從而達到補強、加固的目的。  值得注意的是，使用碳纖維進行加固時，具體粘貼層數要通過計算確定，考慮到各層的共同工作系數，抗疲勞的能力和避免脆性破壞，一般不宜超過5層。另外，從受力性能角度而言，單層優于多層，窄幅優于寬幅；必要時縱向可以搭接，搭接長度不能少于100mm，而且要保證碳纖維端部有可靠的錨固，除計算要求外，還應有必要的構造措施。