碳纤维布及碳纤维加固发展_加固材料

一、碳纤维布的定义

碳纤维布又称碳纤维布、碳纤维布、碳纤维编织布、碳纤维预浸布、碳纤维加固布、碳纤维布、碳纤维织物、碳纤维带、碳纤维片（预浸布）等 。碳纤维加固布是一种常用的单向碳纤维加固产品12K碳纤维丝织造。

可提供两种厚度：0.111mm（200g）和0.167mm（300g）。多种宽度：100mm、150mm、200mm、300mm、500mm以及其他项目所需的特殊宽度。随着碳纤维布行业的不断发展，越来越多的行业和企业使用碳纤维布，一些企业进入碳纤维布行业并发展。

碳纤维布用于结构构件的拉伸、剪切和抗震加固。该材料与配套浸渍胶一起用作碳纤维复合材料，可形成完整的性能优异的碳纤维布片增强系统。适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能变化、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服务构件维修保护等加固工程。

二、碳纤维布的特点

强度高、密度小、厚度薄，基本不增加钢筋构件的重量和截面尺寸。适用范围广，广泛应用于各种结构类型、结构形状的加固修复、抗震加固和节点结构加固。施工方便，无大型机械设备业，无火灾，无现场固定设施，施工占用场地少，施工效率高。耐久性高，由于不生锈，非常适合高酸、碱、盐、大气腐蚀环境。

适用于梁、板、柱、框架、墩、桥、气缸、外壳等结构类型和结构部件的加固和修复。适用于港口工程、水利水电工程混凝土结构、砌体结构、木结构的加固和抗震加固，特别适用于曲面、节点等复杂形式的结构加固。基层混凝土的强度要求不得低于C15。5~施工环境温度35℃相对湿度不超过70%。

三、碳纤维布工艺原理

碳纤维布的加固原理是：混凝土构件表面采用高性能碳纤维配套树脂浸渍胶，具有良好的抗拉强度，提高构件的承载力和强度。

四、碳纤维布技术指标

2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》是中国较早的规范CECS146：2003，混凝土结构加固设计规范已被结构加固设计规范所取代，其编号为GB50367-2013。

五、碳纤维布产品分类

按碳纤维原丝

1、PAN基碳纤维布(市场上90%以上的碳纤维布)

2、粘合碳纤维布

3、沥青碳纤维布

按碳纤维规格划分

1、1K碳纤维布

2、3K碳纤维布

3、6K碳纤维布

4、12K碳纤维布

5、24K大丝束碳纤维布及以上大丝束碳纤维布

碳纤维碳化分

1、石墨化碳纤维布耐用2000--3000度高温

2、碳纤维布能承受约1000度的高温

3、预氧化碳纤维布200--300度高温

按编织方式划分

1、机织碳纤维布主要有：平纹布、斜纹布、缎纹布、单向布等

2、针织碳纤维布主要有：经编布、纬编布、圆机布（套管）、横机布（罗纹布）等

3、编织碳纤维布主要有：套管、盘根、编织带、二维布、三维布、立体编织布等

4、碳纤维预浸布主要有：干预浸布、湿预浸布、单向预浸布、预浸带、无托布、托布等

5、碳纤维无纺布、非织造布，即碳纤维毡、碳毡，包括短切毡、连续毡、表面毡、 毡、缝合毡等。

六、如何区分质量？

首先，我们需要通过质量标准。许多制造商使用玄武岩纤维和芳纶纤维作为碳纤维布染黑，这将导致工程质量不合格。因此，我们应该首先学会识别碳纤维。简言之，好的碳纤维丝束是黑色和明亮的。如果用火燃烧，它不会卷曲。它会像细铁丝一样红，用手触摸光滑，光滑，丝束均匀，导电性好。

二是碳纤维的粘贴质量。如有碳纤维施工验收规范，甲方可向施工方借阅。确保粘贴质量合格。

第三，碳纤维是抗拉的，抗拉强度大，抗弯，抗弯效果差，就像上面说的。

第四，碳纤维粘贴后应隐藏防腐砂浆，长期干燥会影响碳纤维布的使用寿命。

七、碳纤维布的主要用途

1、应用领域：

1） 宇航：机身、方向舵、火箭发动机壳、导弹散流器、太阳能电池板等。

2） 运动器材：汽车零部件、摩托车零部件、钓鱼杆、棒球棒、滑雪橇、快艇、羽毛球拍等。

3） 工业：发动机部件、风机叶片、传动轴、电气部件等。

4） 消防：适用于*、消防、钢厂等特种高档防火服的生产。

5） 建筑：建筑荷载增加、工程功能变化、材料老化、混凝土强度等级低于设计值

维护和保护结构裂缝处理、恶劣环境服务构件；执行标准GB50550-2010施工质量验收规范、防火等级：A级-不燃，执行标准GB8624-2006，德国标准DIN4102 A1等级、土木建筑、桥梁、隧道、混凝土结构抗震、钢筋、钢筋材料：结构构件采用碳纤维布拉伸、剪切、抗震钢筋，材料与配套粘合剂一起使用，可形成完整的同固碳纤维布钢筋系统。该系统适用于梁、 柱、板、隧道、圆、弧等。

2、应用性能：

1） 漏钢筋加固

2） 梁柱断裂加固

3） 加层抗震加固

4） 维护和加固高架桥

5） 剪力墙开门加固

6） 阳台根部断裂加固

优点：

A 重量轻，空间狭小，施工过程不受影响

B 抗弯、抗剪、抗压工程结构使用强度高，可灵活使用

C 柔韧性好，能包裹复杂的外形构件

D 满足各构件表面(桥梁、隧道、板、梁、柱、通风桶、管道、墙体等)的耐碱性和化学腐蚀要求。

E 织物可重复使用，覆盖平整；对装饰影响小，储存寿命长；操作寿命长，操作前、操作中、操作后环境不同

F耐高温、抗蠕变、耐磨、抗震性能好

八、碳纤维布施工方法

常用的加固方法有很多，如增加截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修复结构技术是继增加混凝土截面和粘钢之后的另一种新型结构加固技术。

碳纤维布加固施工要点：卸荷→基底处理→找平→底涂胶→粘贴→保护。

施工准备

碳纤维片材、配套树脂、机具等。应在施工前制定施工方案和施工方案。

混凝土表面处理

去除剥落、松散、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土，露出混凝土结构层，用修复材料修复表面。根据设计要求填充或关闭裂缝。

准备并涂上底层树脂

根据供应商提供的工艺规定准备底层树脂，并在混凝土表面均匀涂抹底层树脂。树脂表面干燥后进行下一步施工。准备找平材料，用找平材料修复混凝土表面凹陷部位，用找平材料修复角光滑弧。

粘贴碳布/芳纶布

①碳布/芳纶布按设计要求尺寸切割；②制备浸渍树脂，均匀涂抹于粘贴部位；③多次沿纤维方向滚动，挤压气泡，使浸渍树脂充分浸泡碳布/芳纶布；④碳布/芳纶布表面均匀涂抹浸渍树脂。

表面防护

按有关规范处理，保证防护材料与碳布/芳纶布的可靠粘结。

注意事项

1、碳布为导电材料，施工时应远离电气设备和电源，或采取可靠的防护措施。

2、施工过程中应避免碳布弯曲。

3、碳纤维布配套树脂应密封储存，远离火源，避免阳光直射。

4、树脂的制备和使用应保持良好的通风。

5、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。

九、发展前景

碳纤维钢筋包括碳纤维布钢筋和碳纤维板钢筋。碳纤维材料对混凝土结构钢筋修复的研究始于20世纪80年代美国、日本等发达国家。

中国的技术起步很晚，但随着中国经济建设和交通的快速发展，相当一部分现有建筑由于低设计负荷标准造成历史问题，部分建筑由于使用功能的变化，难以满足当前标准使用的需要，迫切需要维护、加固。