庆阳专业碳纤维加固

碳纤维布轻质高强、适用面广、施工方便快捷等优点不言而喻，因而碳纤维布加固法作为一种新型的、技术含量高的结构加固技术，在加固领域得到广泛应用，具有很大的推广价值和社会经济效益。本文将碳纤维布加固技术与传统的几种加固技术进行了分析，并且全面阐述了碳纤维加固的优点和在工程应用中需注意的几点不足。另外，本文还将碳纤维布加固与粘钢加固进行对比换算，并提出在不同条件下选用不同加固方案。
目前，钢筋混凝土结构己成为现代建筑、构筑物常用的结构形式，成为我国乃至**占主导地位的建筑结构，在我国经济建设中发挥着不可代替的作用。因此，确保钢筋混凝土结构的安全使用具有重大的现实意义。但是由于自然灾害、年久失修以及人为因素、荷载等级提高和设计规范修订等原因导致建筑结构承载力不足，影响正常使用和安全运行，须对其进行加固处理；加之一些结构工程中混凝土的质量不尽理想，致使加固维修问题更为**，己成为经济建设的沉重负担并制约了进一步的发展。
加固改造具有三个**的优点：投资少、工期短、省空间，这些都会带来显著的经济效益，特别是时间和空间的节省，对工业生产和商业活动来讲，在效益方面往往起着决定性的作用。对承载力不足的工程结构进行修复加固，不仅可以使的生命及财产得到**，还可以尽可能地发挥既有结构的作用，缓解人力、物力、资金紧张的情况，使资金投到需要的地方。
碳纤维增强塑料（Carbon Fiber Reinforced Plastics，下称CFRP,常以碳纤维布的形式出现），具有优异的物理力学性能、耐久性及抗腐蚀性等特点。该材料是在日本发明的，早应用于航空**，国外早对纤维加固修复混凝土结构技术进行研究的是德国IBMB研究院和瑞士的EMPA实验室，日本、韩国和美国紧随其后，碳纤维塑料对钢筋混凝土进行修复加固在发达国家已成为一项成熟技术②。
与传统加固方法比较，碳纤维增强塑料具有明显的技术优势，主要体现在③：
1）强度高、延性好
碳纤维布具有优异的物理力学性质，抗拉强度2500-4500MPa（是普通钢材的10倍左右），弹性模量是普通钢材的1-2倍。以其强度来提高承载力，以其高弹性模量来改善结构的延展性，从而达到加固的目的。
2）耐久性和耐腐蚀性好
由于其固有的化学特性，致使碳纤维布能够抵抗一般酸碱盐的腐蚀，有良好的耐腐蚀性和耐久性，而且其本身还可以起到对内部混凝土结构的保护作用，间接增加了混凝土保护层，从而达到双重效果。
3）不增加构件的自重及体积
碳纤维布质量轻，厚度薄，粘贴后基本不增加结构自重和尺寸，不影响建筑物的有效使用空间和外观。
4）适用面广
碳纤维布是一种柔性材料，可以方便地裁剪，所以这种加固技术可以广泛适用于各种结构类型（如桥梁、隧道、涵洞、烟囱等）、各种结构形状（如矩形、圆形、曲面结构等）、各种结构部位（梁、板、柱、节点、拱、壳等），且不改变结构形状及不影响结构外观，这是传统加固方法所不具有的。
5）施工便捷高效
碳纤维布加固，无大型机具，没有湿作业，占用场地少。施工工效高，粘贴碳纤维法是粘贴钢板施工工效的4-5倍。施工质量易保证，碳纤维预浸料轻质柔软，易贴附，即使被加固的结构表面不是非常平整，也可以保证很高的粘贴率。
碳纤维布的这些特点，为建筑结构的加固提供了技术支持，决定了碳纤维加固技术具有很大的经济价值和社会效益。
现代建筑中，粘钢加固和碳纤维加固应用较多，此处将两种加固方法进行对比：
碳纤维布轻质高强，厚度为0.111-0.167mm，抗拉强度高，为普通钢材的8-10倍，但各向异性，即抗拉强度高但抗剪强度低；施工更为简便，施工速度为粘钢的2-3倍。
钢板的物理力学性能为各项同性，受力性能好；施工时需夹具和施工机具， 施工工序和施工操作性较碳纤维布复杂。
下表中，我们对碳纤维布与钢板进行换算，通过分析得出：
对于普通小荷载结构或构件，其补强所需面积较小，粘贴碳纤维布1-2层即可满足要求时，**选用粘贴碳纤维布加固，其经济性和施工操作性优势明显：而当结构或构件补强所需面积较大时，即粘贴碳纤维布**过2-3层时，**选用粘钢加固方案，可大幅提高结构的承载力或受力性能，并取得良好的经济性。
随着我国经济建设地迅猛发展，各类建筑结构的适用性和安全性被广泛关注，如何在确保安全的前提下，低投资带来高回报，成为新时代的焦点。以医院等公共建筑为例，新的医疗设备或者结构功能调整，对原有结构提出了需求，如何在短的时间内达到要求，尽可能减少对社会的损失，都值得我们认真思考。
碳纤维布具有强度高、延性好、耐腐蚀和耐久性好、适用面广、施工便捷等优点，在建筑加固中具有广阔的前景。随着科技的不断进步，新的加固材料、新的加固技术，必将为建设注入新的色彩。

目前市场上售卖的碳纤维布比较杂乱，很多牌子听都没听过，甚至没有匹配相应的使用说明书，令客户在购买的时候很是不安，不知道怎么选择。所以很多客户为了保证加固工程的质量，*购买国际大品牌，如日本东丽、东邦等。
这些大品牌固然是好，但是由于航空运输、技术持有等因素，使得它们的价格也比一般的国产品牌要贵很多；另外，从情感上来说，国产品牌是我们傲娇世界的敲门砖，国人理应支持国货，为此献一份力。
有的人说了，难道让我放弃工程质量来支持国货吗？
当然不是了。大家之所以对国产碳纤维布印象不佳，是因为那些“遗珠”你还没有发现！国产碳纤维布并非都是差的，好的厂家比比皆是，只是做出品牌的比较少。好的品牌如上海悍马，产品大多用在建筑加固补强上，其在用户当中的口碑很好，是国产品牌中的*。
碳纤维增强复合材料因其优异的力学性能，成为近年来被大量应用于多种结构补强加固中的一种新型材料。同时随着桥梁加固技术的不断进步，碳纤维粘贴补强技术在理论设计和施工等方面也得到了进一步完善和发展，成为目前研究的热点。
采用碳纤维加固的混凝土结构，屈服荷载和极限承载力都有明显提高，碳纤维高强高弹模的特性对结构的刚度提高也有所贡献，结构破坏形式明显改善，从脆性破坏向延性破坏转变。
碳纤维布的加固原理
用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能，其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍；但是碳纤维材料织成碳纤维布后，其中的各碳纤维丝很难完全共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态，以此类推，各碳纤维丝逐渐断裂，直至整体破坏。而使用粘结剂后，各碳纤维丝能很好地共同工作，大大提高碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用，它既要确保各碳纤维丝共同工作，同时又要确保碳纤维布与结构共同工作，从而达到加固的目的。
试验方案
在预应力混凝土空心板跨中混凝土及碳纤维上粘贴电阻应变片，按《预制混凝土构件质量检验评定标准》(GBJ321-90)对预应力混凝土空心板进行结构性能试验。在1.0倍正常使用短期荷载检验值作用下持荷30min，其余每级荷载作用下持荷10min。持荷结束时，使用静态电阻应变采集仪跟踪记录混凝土及碳纤维在各级荷载作用下的应力应变情况，用百分表量测空心板在各级荷载作用下的挠度变化，用读数显微镜观测裂缝宽度并记录裂缝开展情况。为检验预应力混凝土空心板的承载力情况，所有试验均做到破坏为止。
试验结论
(1)采取粘贴碳纤维加固预应力混凝土空心板，可以有效地提高预应力混凝土空心板的承载力。
(2)在同样荷载作用下，粘贴碳纤维加固后可以有效减少预应力混凝土空心板的挠度。
(3)粘贴碳纤维加固后预应力混凝土空心板的开裂荷载增大。
(4)采取粘贴碳纤维加固预应力混凝土空心板，基本不影响构件的截面高度及自重，对用户空间的净高度及建筑物的其他结构没有影响。
(5)试验中碳纤维拉应变为12000με，建议设计时碳纤维抗拉强度取2000MPa。
结语
随着人们对碳纤维材料的进一步深入研究以及碳纤维加固技术的推广和实践，碳纤维加固的不足会逐步得到克服，碳纤维材料的性能会更加优良，碳纤维加固理论及加固技术将逐步走向成熟，碳纤维加固技术在工程加固领域将扮演越来越重要的角色。

建筑加固改造是随着建筑业的发展而发展起来的，加固工程领域广泛，涵盖了房屋、桥梁、道路、隧道等各个不同的工程领域，是一个新型的朝阳行业。当然，加固方法也是有很多种，碳纤维加固、粘钢加固、植筋加固法等，其中，以碳纤维布加固居多。
碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术，已经得到较为广泛的应用，并已产生较大的经济效益;在混凝土结构的加固中，碳纤维布主要是分担钢筋的受力，即碳纤维布的主要作用是提高结构构件的抗拉强度。
随着建筑由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高抗震能力和修补建筑裂缝，碳纤维加固法加固效果好，高强高效，适用面广，质量易保证，耐腐蚀及耐久性能，且这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好，能适应各种复杂的结构外形，不影响原结构的外观等诸多优点，碳纤维布补强技术将有广阔的应用前景。
碳纤维加固修补技术具有如下的优越性：
（1）优异的力学性能，可有效地应用于多种形式的结构补强，包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展、增加结构的延性。
（2）优异的化学稳定性，使经过补强和维修的结构具有较强的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力；具有足够的适应气温变化的能力。易子外加防火涂层后有效地防火。可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力，延长结构寿命，这是包钢方法不可比拟的。
（3）材料的轻质高强，可以不增加结构体积，所增加的结构自重几乎可以不计。这是传统方法做不到的。
（4）施工工序简单，可用小型电动工具操作，不像传统补强方法需要众多工种、大量劳动力、大型施工设备及吊装机械。因而可以在传统技术无法施工的有限作业空间内实施。而且进度快、工期短，更能在持续交通有振动的情况下操作。从而大大缩短工程停工、停止运营或断路施工的时间，较大地降低经济损失和社会影响。

碳纤维布加固在混凝土修补体现了很多的影响力，不仅能够使CFRP高强特性得到提早表现，还在二次受力之前就有较大的应变，然后有效减小乃至消除CFRP片材应变滞后的景象，到达非常好的加固效果。
预应力发生的反向弯矩，可抵消一部分初始荷载的影响，进步运用期间的承载力，使构件华夏有裂缝宽度减小乃至闭合，并约束新裂缝的呈现，然后进步构件的刚度，减小原构件的挠度，改进运用期间的功能。
碳纤维的变形=初始变形+荷载致使的变形，而对应这两部分变形的胶粘剂剪切变形又别离散布于构件的两头和跨中区域，使得胶粘剂的剪切变形散布更为均匀，可有效防止粘结损坏。
(1)化学功能稳定。碳纤维对温度具有**的适应性，对酸性、碱性，盐也有**抗性，并且抗紫外线和防水等方面功能也比较好。
(2)具有较高的强度。比重仅为钢材的四分之一，它的碳纤维拉伸强度却为钢材的7～10倍，在对钢筋混凝土构造进行加固补强过程中，碳纤维布强度高、模量优良的物理功能能够得到较好的使用，然后能够进步构造及构件的承载力和延性。
(3)施工简略。用碳纤维加固不需求大型东西，占用施工场地少，并且不必湿作业，现场运用时根据尺度需求能够选用剪刀或刀片裁剪，其施工工效是张贴钢板工效的4～8倍。
(4)适用范围广。碳纤维布能够根据需求恣意裁剪，不只不改变构造形状，并且不影响构造外观，所以被广泛使用于不相同构造类型。
在20世纪80年代初，日本人就敞开了碳纤维技能在加固技能中的使用，专门研讨开展修正加固新技能，把碳纤维布像贴钢板相同贴到混凝土上。机构组织协调，制造商们研发资料，工程公司进行运用研讨，迅速地将这门技能运用到工程实践中。1991年，瑞士首要进行桥梁碳纤维加固试验研讨，并在同年7月成功用于伊桥的加固工程。1995年神户大地震后日本的碳纤维加固混凝土技能迅速开展。到1997年，英国至少有30座桥梁选用了碳纤维加固。
*GangaRao等进行了三面包裹碳纤维片材加固钢筋混凝土梁的抗弯试验和耐久性试验。结果表明：张贴碳纤维的混凝土试件在温度、湿度、气候的改变和化学腐蚀下能够坚持**的作业功能，梁的极限强度和刚度都有进步，进步程度和碳纤维的张贴量有关，有损害试件用碳纤维加固后强度和刚度功能与无损害试件加固的相似。
*Malek对受剪加固梁中FPR承担的剪力的核算进行了理论剖析，评论了各种参数对受剪承载力的核算办法，评论了各种参数对受剪承载力的影响，并提简化核算公式。
*H.Ichinalsu选用不相同类型的CFRP对板加固进行试验理论研讨剖析。结果表明：加固时的张贴资料能够以网格的方式，只要净距离<200mm，板的裂缝与CFRP的相对位置对受力功能无直接影响;单向的CFRP比CFRP织物容易张贴，作业量较少。
*Saadatmalnesh等进行了钢筋混凝土梁张贴玻璃纤维板加固的试验，结果表明加固后的梁，尤其是低配筋梁抗弯强度进步、裂缝宽度削减，试件的延性有所下降，以为在进行加固时挑选好胶黏剂的耐性和张贴面非常重要。