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关 键 词：哈尔滨混凝土裂缝加固
行 业：建材 特种建材
发布时间：2021-01-26
碳纤维布一般都有多厚呢？可能很多朋友并不了解或者没有见过这种材料。碳纤维布从早的航空、宇宙关联器材的应用开始，到体育用品和机械产品，近年，作为混凝土构造物补强材料的替代品，被广泛应用在高速公路、铁路桥和桥的桥墩、隧道、建筑物的抗震补强工程中。
近这几年，碳纤维布行业的发展势头是非常强烈的，尤其是用碳纤维制成的复合材料可以极大地增强复合材料的强度和韧性。而碳纤维本身厚度有很大的不同，比如说有的是0.111mm的厚度，还有的是0.167mm的厚度。当然也有一些碳纤维是非常厚的，比如说0.294mm或者0.333mm的厚度都有，关键就是看具体的工程的实际需要。
很多做加固的朋友对碳纤维布的厚度都有一个疑问，比如，为什么300g/㎡碳纤维布的厚度是0.167mm？很简单，碳纤维的密度ρ=1.8g/cm3，厚度=克重/密度，所以300g的碳纤维布厚度：300g/m2除以1.8g/cm3=0.167mm。
下面就来简单介绍一下有关碳纤维布的一些情况。
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碳纤维布行业发展是非常的不错的，这种材料可以在各行各业都能够使用的到，尤其是在工程加固行业，属于性能高强的新型的加固材料。比如说在建筑结构上面使用这种材料可以让结构的强度得到极大的提升，同时还能够增强结构的抗震能力。
但是，碳纤维布需要和碳纤维胶配套使用，才能起到加固补强的作用。一般的操作是，用碳纤维胶将碳纤维布和混凝土等基材粘结在一起，以此提高结构的强度、抗震、抗老化等方面的能力。
另外，碳纤维布本身质轻、有韧性，可以包裹不同外形的构件，也可以在狭小的空间内使用。比如在桥梁建造的时候，或者是在见到一些形状比较复杂的需要加固的建筑工程的时候就能够使用的到。??
关于碳纤维布的一些话题就简要的为大家介绍到这里了，希望通过今天的介绍能够让大家对这种材料有更多的了解。目前国内生产碳纤维布的企业不少，但是，关于碳纤维布的品质是参差不齐的，客户在购买时可以从多方面综合考虑。
碳纤维布施工过程中需要注意：
严格按照GB50550-2010的施工工艺进行粘贴，但应注意以下几点：
1、碳纤维布一定要粘贴到结构面上，如果要加固的构件有白灰需将白灰铲除，有抹灰层要将抹灰层剔除，有混凝土垫层也必须将混凝土垫层进行剔除，剔除完毕露出新鲜的混凝土，再用结构修补胶对加固的基面进行修补、找平。
2、对于有棱角的截面，需要磨成圆弧半径不小于25mm的曲面。
3、需要加固的混凝土基面需要保持干燥，基面表层含水率不宜大于4%，不应大于6%。基面含水率超过6%应进行干燥处理或者采用的潮湿浸渍胶进行粘贴。
4、碳纤维布在粘贴时，用刮板进行刮压，刮压时要沿一个方向进行刮压。
5、碳布在搭接时受力方向搭接长度应不小于20cm。
6、应特别注意在冬季施工时浸渍胶会有些粘稠，属于正常现象，如果过于黏稠影响正常施工，应对胶体进行加热处理。严禁在胶体中加入酒精等有机溶剂。
7、碳纤维布和浸渍胶应采用同一品牌，否则需要做适配性试验。
8、尽量不要在粘贴好的碳布上钻孔，这样会减少碳纤维布的受力面积，影响加固效果。
碳纤维布加固时应该怎样粘贴
在碳纤维布加固的施工过程中有一项很重要的工艺就是粘贴碳纤维布，粘贴的好坏直接影响到施工的质量，那么如何粘贴才能保证碳纤维布加固的效果呢？
在粘贴碳纤维布之前，应确认粘贴表面干燥，如潮湿环境施工可选用南京曼卡特水下碳纤维布。粘贴时，纤维片纵向接头必须搭接10cm以上，该部位应多涂粘结树脂，纤维布横向不需要搭接。
1.按设计规定尺寸剪裁碳纤维布，严禁斜切碳布，并防止出现拉丝的现象。裁剪的数量应保证在当天用完，避免浪费，剪裁成型的碳纤维布应注意防止受损。
2.按粘结树脂的主剂和固化剂应按比例称量准确，装入容器，用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应以在可使用时间内用完为标准，并应防止灰尘等杂质混入。
3.粘贴碳纤维布前应对混凝土表面再次擦拭，确保粘贴面无粉尘。用滚筒刷将浸渍胶均匀涂刷于被粘贴部位，在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。粘贴时，在碳纤维布和树脂之间不应留有空气。
4.粘贴碳纤维布时，放卷用力适度，将碳布拉紧对齐后粘贴，从中间向两侧进行粘贴，避免产生气泡。
5.用塑料刮板或滚筒在碳纤维布表面反复滚压，直至胶料渗出，滚压时应沿同一方向，不宜在一个部位反复滚压揉搓。碳纤维布外表面也需均匀涂抹浸渍胶，反复滚压，使浸润胶双向充分浸润碳纤维布。
6.多层粘贴时，应在碳纤维布表面指触干燥后，立即进行下一层的粘贴。如延误时间超过1h，应等12h后，再涂刷浸渍胶粘贴下一层。
看到这里，相信大家都了解了粘贴碳纤维布的工艺和粘贴中的注意事项，优质的原材料还需要良好的施工工艺，SKO建筑加固平台特旨在提供优质的产品，从源头保证工程质量。
在工程应用研究方面，重点研究碳纤维片材（碳纤维布/碳纤维板之总称）。在90年代由国家课题支持开展碳纤维片材在混凝土结构（包括桥梁、隧道、水利设施和房建结构），取得了应用成果并得到广泛推广。2003年由中国工程建设标准化协会颁布了《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》（CECS146：2003），作为指导性文件提供了设计施工和质量检验依据。而碳纤维片材用于桥梁加固技术是目前应用较为普遍的技术之一，其十几年来的应用为桥梁加固事业作出了历史性的贡献。
针对传统桥梁加固改造工程中所存在不足，诸如：因采用的加固材料（如钢板/纤维布）温缩模量与混凝土钢筋混凝土材料的温缩模量差异较大，不能形成同步的温缩变形状态，影响加固耐久性；采用钢材加固增加防锈处理等后期维护投人；以及采取增大截面法，结构面会留下不和谐修补“伤疤” 影响结构外观和技术状况评价等问题，碳纤维筋桥梁加固是一项新的应用外粘高性能碳纤维复合材料增强结构技术，主要形式包括“嵌人植筋加强法" 和“体外配筋扩大截面增强法"。碳纤维筋与高强聚合物砂浆的联合使用充分利用了纤维棒筋的抗拉伸强度、聚合物砂浆的快凝强度和砂浆与钢筋混凝土结构的温缩模量的近似特性，既可提升钢筋混凝土结构的承载能力，也可充分利用新材料环境特征，达到维修、加固、利用与修旧翻新的综合作用。
2.碳纤维复合筋的性能
碳纤维复合筋为棒型材料，主要成分为由碳纤维，通过特殊技术处理与树脂高温固化而成。碳纤维分子结构界于石墨和金刚石之间，含碳体积分数在0.9以上。碳纤维根据原丝类型可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基和粘胶基3种，由原丝纤维加热至高温后除杂获得。根据碳纤维原丝类型可分为聚丙烯腈（PAN）基、沥青基和粘胶基3 种。目前,PAN碳纤维按力学性能又分为高模量超高模量、高强度和超高强度4种；按用途可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维，其中小丝束以1K、3K、6K、12K和24K（1 K为1 000根长丝单位重量），大丝束为48K以上。
2.1碳纤维的优势
碳纤维具有较强的防水和防渗漏的特点，具有耐酸、耐碱的耐腐蚀性，阻燃性和良好的力学性能和良好的导电导热性，因此也在建筑工程和其他领域被广泛运用。据投资顾问行业研究中心相关统计数据显示,目前,世界碳纤维的需求量将以每年约13%的速度增长。由此可见，碳纤维的使用将越来越广泛。
2.2碳纤维复合筋的特性
碳纤维复合筋的主要技术指标及其与钢筋对比如下表：
表1 碳纤维复合筋的技术指标及其与钢筋的对比表
名称
碳纤维复合筋
钢筋
密度（g/cm3）
1.5
7.9
抗拉强度（MPa）
≥1800
≥500
弹性模量（GPa）
≥140
≥200
线膨胀系数10-6/℃
0.6
12
从表格中可以看出，碳纤维复合筋的密度远远小于钢筋，同样体积的材料，重量上碳纤维复合筋的优势很大；碳纤维复合筋抗拉强度也大于钢筋，其热膨胀系数较低，就说明在相同的温度下，膨胀的程度会低很多。
碳纤维复合筋的主要性能：（1）质量轻（相当于钢密度的1/5）；（2）强度高（抗拉强度是钢筋的4到5倍）；（3）密度小（1.5g/cm3）；（4）弹性模量高（弹性回复100％）；（5）热膨胀系数小，耐高温和低温性好；（6）耐酸性好，对酸呈惰性，耐浓酸侵蚀；（7）与砂浆附着力强。
3. 聚合物砂浆特点
聚合物砂浆是由水泥、速凝添加剂、粉末状聚合物、碎石与水等混合拌制而成，其粘结强度高，热膨胀系数与混凝土类似。
聚合物砂浆的主要特点：（1 )黏附性好，与原结构旧混凝土表面黏附良好，使纤维筋与原结构共同受力；（2）稳定性好，能有效抑制有害物质的渗透和扩散；（3）和易性好，利用快捷、速凝的功能特点，修缮结构腐蚀表面，达到修旧如新。聚合物砂浆可以维修各种老化受损的混凝土表面。
4. 国内桥梁加固现状
桥梁作为公路交通的关键设施，具有跨越深谷、承受运载、通航泄洪、保证安全、连接路网的重要功能。目前，我国各级公路上营运的桥梁总数达 60余万座。
按桥梁设计技术标准对大中小类型的桥梁平均使用寿命测算，桥梁平均设计使用寿命在50年左右。全国年均需要改造翻新的桥梁约有10 000 余座，合计约60余万延米。以二级路为例，每年国家需要投人的桥梁改造费用上百亿币，这是一笔巨大的投资。根据近10年危桥改造的统计数据表明，现有重交通组成作用下的桥梁使用寿命平均在33年之内，部分路段桥梁的使用寿命甚至更短。如何更有效的延长桥梁的使用寿命、如何更有效的提高危险桥梁的改造利用技术、如何将加固后的桥梁变得更持久，是当前桥梁管理中面临且急需解决的问题。
面对当前大规模的桥梁改造任务，各级桥梁管理部门都十分重视其处理效果，近年来积极研究和寻求有效的维修加固新技术，但这并不是一件容易的事情，目前在桥梁加固改造中常采用的技术还是十几年前的研究成果，主要方法如：“钢板加固法”、“扩大截面加固法”、“体外（内）预应力加固法”、“碳纤维布加固法”等，这些材料技术为轻交通状态下的桥梁加固做出过贡献。随着近几年重交通的发展和扩散，现有桥梁的加固材料和工艺技术在适应性方面面临巨大挑战。一方面是目前所使用的加固材料（如钢板/纤维布）其温缩模量与混凝土钢筋混凝土材料的温缩模量差异较大，造成加固后的补强材料与原结构的温缩变形差异化，形成不同步的温缩变形状态，影响加固耐久；另一方面当前加固中为提高结构受力的高强材料仍然采用钢材，因钢材有防锈处理的要求，这样就增大了后期的维护投人，在结构层面上需要增设3 cm以上厚度的防锈保护，造成自重增加，影响使用效果；此外，在增大截面法中，因材料强度因素，需要增厚自重增加，影响结构受力和加固效果。现有加固材料和工艺中即便是解决了受力要求，但施工后的结构面会留下不和谐修补“伤疤”，影响结构外观和技术状况评价。
由此可见，研究和选择一种高强、防腐蚀、经济、施工方便，且与钢筋混凝土材料温缩模量相一致的维修加固材料，达到理想的加固改造，且能提高桥梁的承载能力是十分迫切和必要的工作。
首先原构件混凝土表面去除表面浮浆、油污等杂质，并对混凝土构件加固部位进行凿毛处理。对加固表面缺损的坑洼部位采用高强聚合物砂浆预先修补，待混凝土表面干燥后涂抹界面剂。随后安装锚具及碳纤维复合筋，利用锚具固定碳纤维复合筋，碳纤维复合筋应紧贴加固面，压条及螺栓均应采用不锈材料；安装完后，喷涂高强聚合物砂浆，砂浆厚度不小于20MM，施工温度应在10℃-35℃，后对表面进行养护.
怎样进行多层碳纤维布加固？
碳纤维布是一种优质的建筑加固材料，相对于常规加固方法，不仅强度高、质量轻、对原结构空间占用小，同时质软能像布料一样适用于复杂多变的建筑表面。碳纤维布加固技术经过多年的发展，如今已经名副其实的成为加固行业中，采用多的加固方法之一。
碳纤维布在混凝土结构中，主要对受弯构件起到加强承载力的作用，就好比钢筋混凝土结构中受拉区布置的钢筋一样。满足安全性鉴定的碳纤维布具有高达3400MPa的强度，然而在实际的设计施工中，考虑到二次受力等因素的影响，会出现仅采用一层碳纤维布无法达到强度要求的情况，这时就需要采取多层碳纤维布进行加固处理。
多层碳纤维布加固中应用广的是双层碳纤维布加固。相对于单层纤维布的粘贴，双层碳纤维布的施工工艺要复杂一些。双层碳纤维布粘贴时，应在层碳布浸渍胶达到指干状态前立即粘贴下一层，若延误时间超过1小时，则应等待12小时后重新在层碳布上涂抹胶体进行施工，同时在粘贴前需要注意将灰尘等对粘贴效果有影响的杂质进行清除。
双层碳纤维布不仅在施工上有严格的要求，在构造措施中同样也要格外的注意。首先，碳布端部的U型箍在双层碳纤维布中有很重要的作用，混凝土梁受弯产生变形，梁和纤维布要求变形协调，因而在混凝土梁底与胶、胶与碳纤维布间会产生拉应力，容易发生端部的剥离破坏，尤其是对于多层碳布来说。而端部采用U型箍，会对碳布起到约束作用，减少了剥离的可能性。
另外，为了保证双层碳布端部的锚固能力，对碳纤维布进行分层截断是更加合理的加固方法。在双层碳布的加固中，有两种分层截断的措施可选，分别是外短内长与内短外长，二者之间的效果好坏可从以下几方面判断：
传力路径
外短内长型中b端碳纤维受力需要通过第二层胶、层布以及层胶才能传递到混凝土结构中，传力路径较长，整体性稍差。
可靠程度
外短内长的形式b端碳纤维布与混凝土基材存在二次粘贴，锚固失效概率比较高，锚固效果可靠程度偏低。
剥离破坏
单独的对于b端锚固效果来说，内短外长的构造形式将b端头包裹在其中，对b端头起到了约束的作用，也就提高了b端头的抗剥离能力。
由此可见，两种构造中内短外长加U型箍的锚固、加固效果要明显优异于外短内长型。因此，在规范GB 50367-2013中，也明确的推荐内短外长型的构造措施。
还有一点，在双层碳纤维布中也起到了至关重要的作用。双层碳纤维布之间、碳纤维布与混凝土基材之间，都是靠胶体进行粘接传力，相对于单层碳纤维布，双层碳纤维布由于承受更高的拉应力，因此需要更高性能的胶体，来保证整体共同受力。卡本浸渍胶，通过安全性鉴定，无疑问是双层碳纤维布施工中的有力支持。
