碳纤维布加固新技术简介-加固材料

碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热等特点。它是一种典型的高科技产品，主要用于制备先进的复合材料，广泛应用于航空航天、体育用品和工业领域。

随着碳纤维成本的降低和先进低成本制造复合材料技术的突破，作为土木工程领域较合适的纤维复合加固材料，碳纤维复合材料的使用量逐年急剧增加。

碳纤维钢筋包括碳纤维布钢筋和碳纤维板钢筋。与传统的增加混凝土截面或粘钢混凝土钢筋相比，碳纤维节省空间，施工简单，无现场固定设施，施工质量易于保证，基本不增加结构尺寸和重量，耐腐蚀，耐久性好。此外，采用这种钢筋方法，可以大大提高建筑的使用寿命，降低钢筋成本。因此，碳纤维作为一种划时代的钢筋材料，受到了青睐和关注。

1.1 碳纤维布加固

粘贴碳纤维布结构加固技术是指在建筑结构构件表面粘贴碳纤维布，使两者共同工作，提高结构构件（弯曲、剪切）的承载能力，从而达到加固和加固建筑物的目的。

碳纤维布加固技术的关键在于：

1.配套环氧树脂胶必须充分浸泡碳纤维布，使所有小碳纤维丝粘结成一个整体，共同受力；

2.碳纤维加固系统必须与现有结构牢固结合，形成整体。

1.2 预应力碳纤维板加固

碳纤维板是一种碳纤维加固单向板，其成型工艺是在模具中固化并连续挤压碳纤维浸渍树脂。碳纤维板采用优质的碳纤维原料和良好的基础树脂，具有高拉伸强度、耐腐蚀、抗震、抗冲击等良好的性能。碳纤维单向板可充分发挥碳纤维的强度和弹性模量，可避免碳纤维单向织物的树脂固化阶段，强度利用效率高，施工方便。碳纤维板的弹性模量约为165~185GPa，抗拉强度高达2400~28000MPa。

预应力碳纤维板加固方法具有以下优点：

(1)高强度高效率

预应力碳纤维板加固技术充分发挥碳纤维材料的高强度性能，有效提高结构承载力和弯曲刚度，节约碳纤维用量，降低工程总成本。

(2)重量轻，空间要求小

碳纤维比强度高，质量仅为钢的1/5，基本不增加原结构的自重。碳纤维板可以卷起来，可以在没有重叠的情况下提供更大的长度。无湿作业，无大型施工机具，施工占固后不影响原结构的使用空间。

(3)良好的耐久性和耐腐蚀性

不需要定期维护耐酸、碱、盐和大气环境的腐蚀。

1.3 碳纤维布加固与预应力碳纤维板加固对比

碳纤维布加固施工方便，成本较低，无需复杂设备投入，施工期间，碳纤维布柔性可弯曲，可用于各种基面形式的加固。

预应力碳纤维板锚固系统，通过碳纤维预应力，避免碳纤维板应变滞后现象，使碳纤维板强度有效发挥，提高结构承载力，同时提高弯曲刚度，降低原挠度，抑制构件变形和裂纹膨胀，解决碳纤维强度与弹性模量比过高的矛盾。

2.1 碳纤维布加固施工工艺

粘贴碳纤维布

碳纤维布施工顺序：

施工准备→裂缝处理→混凝土表面处理→粘贴基面找平处理→制备并涂上浸渍胶→粘贴碳纤维布→质量检验与验收→表面保护处理。

粘贴碳纤维布前，应处理结构裂缝并打磨平整。钢筋混凝土表面应尽可能平整，局部表面高差不得超过1mm，并清除现有的浮浆和油污。局部凹槽用找平胶找平。用找平材料处理的角落应修复成光滑的弧，半径不小于20mm。

制备浸渍胶和找平胶时，应严格按照制造商的要求进行配比和工艺，搅拌均匀，直至无起泡，防止灰尘等杂质混合。

粘贴碳纤维布时，沿纤维方向施加压力，向一个方向或两个方向滚动（不允许来回滚动），使树脂胶充分侵入碳纤维布，形成复合材料，消除气泡，去除多余的树脂，使碳纤维与底部完全粘合。严禁垂直于碳纤维方向的交叉滚动和滚动，以避免弯曲线。

自然养护需要3天左右才能满足设计要求，然后在表面做保护层。

2.2 预应力碳纤维板加固施工工艺

预应力碳纤维板锚固体系

系统结构： 由预应力碳纤维板和两端刚性锚组成。

预应力碳板通过于预应力碳板，使碳板永久锚固在混凝土上，使混凝土沿结构件弯曲方向施加预压应力。可以消除或减缓后部件的应力滞后，使其与原部件一起工作。缩小原部件的裂缝宽度，甚至完全关闭，延迟混凝土裂缝的出现和发展。大大提高梁板的承载能力，实现真正的加固。

施工工艺流程图：