宜兴市恒固碳纤维制品有限公司
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关 键 词：石河子碳纤维布销售
行 业：建材 特种建材
发布时间：2021-03-19
碳纤维布加固技术在建筑上的应用
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。
现有的加固方法
钢筋混凝土结构的加固技术越来越受到人们的重视，人们在长期地研究与实践过程中，形成了多种加固方法，传统的加固方法有以下几种①：
1）截面法
通过使用同质材料原结构的截面面积，来提高构件承载力，同时加大截面刚度，增强抗震能力，工艺简单，适用面广。缺点是现场湿作业多，施工周期长，对原结构影响较大，如：减小使用空间，增加结构自重等。
2）外包钢法
以型钢包裹于结构的四角或两角，对构件的截面和外观影响较小，较大幅度地提高承载力，施工简单，工作量小，延性，适用于加固混凝土柱、梁等结构；缺点是用钢量较大，抗腐蚀性和耐久性差，费用高。
3）预应力加固法
采用外加预应力拉杆或型钢撑杆进行加固，降低应力水平，提高承载力，几乎不改变使用空间。缺点是耐火性、耐腐蚀性较差，且对施工设备、工序及施工人员的素质要求较高。
4）增设支点法
增设支点是用减少构件计算跨度，从而减小结构内力，提高承载力，并且缩小裂缝宽度效果明显。缺点是影响原结构布局，使用功能受到限制。
5）托梁拔柱法
是一种托屋架拔柱、托墙拔柱及托梁拔柱的加固方法，改造时间短、费用低，缺点是技术要求高、安全隐患大。适用于工业厂房的改造。
6）粘钢加固法
粘钢加固法是将钢板粘贴在构件外部来提高结构承载能力的一种方法。该方法几乎不改变构件外形和使用空间，施工简单快速，湿作业量小，但对构件工作环境有要求，环境温度不**60℃，相对湿度不大于70%，无化学腐蚀。
传统加固方法虽然种类较多，且每种加固方法都有各自的优点，但每种方法加固的综合效果都不能完全满足使用者的要求。随着碳纤维增强塑料的出现及对其增强加固混凝土结构效果研究的深入，这种加固技术越来越受到建筑行业的青睐，其应用越来越广泛。
碳纤维加固技术的优点
碳纤维增强塑料（Carbo<em></em>nFiber 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，早应用于航空航天，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
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。
碳纤维加固材料发展及其缺点
然而，随着碳纤维材料在加固领域发挥重要作用的同时，也存在着不足：
1）拉伸弹性模量相对于其强度过低
应用于结构加固的碳纤维拉伸强度一般在3000MPa以上，而其弹性模量只有230GPa左右，高弹性模量的也不过380-640GPa 左右。要发挥较大的强度，碳纤维布需相当大的变形，当与钢筋共同工作时，钢筋达到屈服强度时CFRP并未发挥出全部强度，从而无法充分利用碳纤维的强度，且难以有效地抑止结构的变形与裂缝的发展。
2）混凝土与碳纤维间的粘结层易破坏
环氧树脂粘结层的剪切强度与剪切变形是一定的，**过极限应变后，粘结层将产生界面微裂缝，随着微裂缝的不断扩展，后发生剥离破坏，所以粘贴CFRP片材加固有其限度，过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力使得CFRP的强度无法得到充分利用，并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结破坏。
现有的加固手段是将CFRP非常紧密地粘贴到试件的表面，当试件的表面有一定的曲率时，CFRP在受拉的同时还会承受一个由曲率带来的剥离应力，这也会加快构件的粘结破坏。
3）无屈服点，为脆性破坏
碳纤维布是一种线性材料，没有像钢筋那样的屈服点，结构发生破坏前没有先兆，为脆性破坏。
粘贴碳纤维布和粘钢的适用性对比
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，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。
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。以等公共建筑为例，新的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。
碳纤维布加固桥梁受力分析
碳纤维布新材料的发现是土木工程发展新的推动力，碳纤维布加固法也被视为梁式桥加固补强、提高承载能力，尤其是当高度受限制时的优选加固方法，其施工工艺亦较简单。今天，我们就来探讨一下碳纤维布加固桥梁受力的特点。
1.将抗拉性能优良的碳纤维布用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上,使其与原结构布置的钢筋一道共同承受拉力,以提高旧桥的承载能力。与其他加固方法相比，碳纤维布保证在设计荷载范围内与原结构共同受力,且改变原有结构的应力分布程度小。
2.沿桥梁的主拉应力方向(或与裂缝正交方向)粘贴碳纤维布,两端分别设置锚固端,可约束混凝土表面裂缝，防止裂缝扩大,提高构件抗弯刚度、减少构件挠度、改善梁体受力状态。
3.应根据实际情况合理使用碳纤维布加固钢筋混凝土梁式桥,因碳纤维布在加固混凝土构件时,在提高受弯承载力的同时还影响受弯构件的破坏形态。当碳纤维布用量过多时,构件的破坏形态由碳纤维被拉断引起的破坏转变为混凝土被突然压碎破坏。还因碳纤维为完全弹性材料,它与钢筋共同工作会减弱钢筋塑性性能,碳纤维布用量过多,构件延性将有所降低。
4.碳纤维布加固后桥梁结构物后破坏形式变化为突然性(拉断或剥离等脆性破坏),其承载力极限状态应按碳纤维抗拉强度的2/3进行抗弯承载力计算,不能按普通钢筋混凝土考虑。
5.碳纤维布可提高混凝土梁抗剪承载力,其作用机理类似箍筋,同时还能明显改善构件的变形性能,增强构件的变形能力。
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。
碳纤维布又称碳素纤维布、碳纤布、碳纤维编织布、碳纤维预浸布、碳纤维加固布、碳布、碳纤维织物、碳纤维带、碳纤维片材（预浸布）等 。碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固。
碳纤维板加固法是用粘结剂把碳纤维板粘贴在混凝土构件受力部位，和基体叠合为一体，从而达到加固目的的一种施工方法。通常用在混凝土桥面板、桥墩、梁、柱、烟囱以及隧道衬砌等构件的抗弯补强、抗剪补强以及防止混凝土开裂、剥落等工程中。
和大家一起了解碳纤维布与碳纤维版的不同：
1、性能区分
碳纤维布强度高，密度小，厚度薄，基本不增加加固构件自重及截面尺寸。适用面广。
碳纤维板加固具有强度高、重量轻、易于施工、耐久性好等优良特性。
2、使用范围区分
碳纤维布广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。碳纤维板可用于条件严酷、场地狭窄混凝土结构的维修、加固工程中。
3、加固方法区分
碳纤维板加固法
a、施工准备，清理障碍物；
b、清理粘碳纤维板混凝土结构面；
c、配制粘钢胶，严格按照配套树脂的主剂、固化剂所规定的比例称量准确，装入容器，用搅拌器搅拌均匀，一次调和量不应过多，以在可使用时间内用完为准；
d、粘贴碳纤维板，洗干净碳纤维板前后面，均匀的涂抹于混凝土表面和碳板表面，粘贴后用手捶沿粘贴表面轻轻敲击，如无空洞声则表明粘接密实，否则应取下碳板重新补胶进行粘贴；
e、固定碳纤维板，若发现有缝隙或缺胶，应补胶填满；
f、表面防护处理，；
g、报验；
碳纤维布加固法
a、施工准备：拟定施工方案和施工计划，应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。
b、混凝土表面处理：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，并用修复材料将表面修复平整。按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。
c、涂刷底胶：按供应商提供的工艺规定配制底层树脂，将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。在树脂表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。配制找平材料并对不平整处修复，对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整，转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧。
d、找平处理：进行混凝土表面处理和粘贴碳纤维片材前，要按照设计图纸进行放线定位;
e、配制并涂刷结构胶粘剂：
用搅拌器搅拌至色泽均匀。在搅拌容器内及搅拌器上不得有油污和杂质。应根据现场实际温度确定胶粘剂的拌合量，并按要求严格控制使用时间。
f、粘贴碳纤维片材。
如何处理碳纤维布加固空鼓问题：
相信做工程的都知道，粘贴碳纤维布加固时出现空鼓问题是再平常不过的事情。但是大家有没有去系统分析总结下，引起空鼓的可能原因有哪些呢？
一般情况下，我们经验认为引起空鼓的原因主要有以下五个方面：
1. 粘贴前对混凝土打磨不平整；
2. 碳布粘贴不平整，刮板在刮布时没有把空气完全排出；
3. 刷碳纤维胶时厚薄不一；
4. 碳布粘贴完成后，面胶涂刷不均匀；
5. 碳纤维布的质量问题，如太硬，织造不紧密等。
我们知道了碳纤维布起气泡空鼓的原因，就可以对症、做出处理。大部分情况的空鼓都是由于刷胶不均匀，导致空气没有完全被排出引起的，这样我们可以根据空鼓的面积大小采用不同的解决方法。如果空鼓面积大，可以把空鼓的地方割掉，注意被切掉部分需要凿毛，再采用修补胶修补平整，以免粘贴上去还有可能空鼓，然后进行碳纤维布的粘贴，搭接时要至少搭接20公分以上;刮板在刮布时要来回滚压，确保空气完全排出;面胶要均匀涂刷。*二，如果是小面积空鼓可用针头，要是针头不进去，也可以采用本方法，不过这种方法一般较少采用。
