碳纖維布加固法是將碳纖維布采用與之配套的碳纖維布浸漬膠粘貼于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面，使得碳纖維復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)共同受力，利用碳纖維布自身的抗拉強度大、自重輕等優(yōu)點來提高構(gòu)件承載能力，使結(jié)構(gòu)的強度、抗裂性和延長性等性能得到提升。
2000年，河南省建筑科學(xué)研究院率先把碳纖維加固技術(shù)引入我省，并成功地完成了洛三高速某公路橋50米預(yù)應(yīng)力大梁的加固設(shè)計和施工，填補了我省在該項加固技術(shù)方面的空白。
粘貼碳纖維布加固法常用于加固現(xiàn)澆板、梁和柱等混凝土構(gòu)件，現(xiàn)在我們根據(jù)不同的受力特性，介紹相應(yīng)的加固技術(shù)要點。
受彎構(gòu)件加固可分為正彎矩區(qū)域加固以及負彎矩區(qū)域，正彎矩區(qū)主要表現(xiàn)為底部受力鋼筋不足以抵抗受力產(chǎn)生的跨中正彎矩，從而導(dǎo)致承載能力不足，負彎矩不足主要表現(xiàn)為構(gòu)件上部兩端或約束端受拉鋼筋不足以抵抗因受力產(chǎn)生的負彎矩，從而使得承載能力不足。
受彎構(gòu)件正截面加固常見于梁、板構(gòu)件，當(dāng)梁、板構(gòu)件使用荷載增加導(dǎo)致受彎承載能力不足時，可對其進行加固?？稍谑軓潣?gòu)件的受拉邊混凝土表面上粘貼纖維復(fù)合材料進行加固，以此提高受拉區(qū)的抗拉強度，從而提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力。
當(dāng)受彎構(gòu)件的斜截面受剪承載力不足時，應(yīng)將碳纖維布粘貼成垂直于構(gòu)件軸線方向的環(huán)形箍或其他有效的U型箍，不得采用斜向粘貼方式。
混凝土軸心受壓構(gòu)件可采用沿全長無間隔地環(huán)向粘貼碳纖維布的方法，即環(huán)向圍束法，對軸心受壓構(gòu)件正截面承載力進行間接加固，其原理與配置螺旋箍筋的軸心受壓構(gòu)件相同，通過環(huán)向約束力作用間接提高正截面抗壓承載能力。
當(dāng)框架柱斜截面受剪承載力不足時，可將碳纖維布粘貼成環(huán)形箍，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸心垂直。
大偏心受壓構(gòu)件加固
受壓構(gòu)件為大偏心受壓鋼筋混凝土柱時，當(dāng)受拉區(qū)抗拉承載力不足時，可將碳纖維布粘貼于構(gòu)件受拉區(qū)邊緣混凝土表面，且纖維方向應(yīng)與柱的縱軸心方向一致。
受拉構(gòu)件正截面加固
環(huán)形或其他封閉式鋼筋混凝土受拉構(gòu)件受拉承載能力不足時，可采用外粘碳纖維布法進行加固，設(shè)計時應(yīng)按原構(gòu)件縱向受拉鋼筋的配置方式，將纖維布粘貼于相應(yīng)位置的混凝土表面上，且纖維方向應(yīng)與構(gòu)件受拉方向一致，并處理好圍攏部位的搭接和錨固問題。
提高柱延性的加固
鋼筋混凝土柱因延性不足而進行抗震加固時，可采用環(huán)向粘貼碳纖維布形成的環(huán)向圍束作為附加箍筋，從而達到提高抗震性能得目的。碳纖維布環(huán)向圍束作為柱的附加箍筋來防止柱的塑鉸區(qū)搭接破壞或提高柱的延性，在震后的修復(fù)加固工程中應(yīng)用較多。
裂縫修補加固
當(dāng)混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫且需要對裂縫進行修復(fù)時，可先對裂縫進行灌注結(jié)構(gòu)膠或其他材料進行裂縫修復(fù)后，再進行碳纖維布粘貼。用這種方法能夠有效進行裂縫的封閉處理，抑制裂縫擴展且同時達到結(jié)構(gòu)補強的目的。
粘貼碳纖維布加固法注意事項
1、《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》GB50367-2013第10.1.2條規(guī)定被加固的混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不低于C15，且混凝土表面的正拉粘接強度不得低于1.5MPa。在實際工程中，經(jīng)常會遇到原結(jié)構(gòu)的混凝土強度低于現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范規(guī)定的強度等級的情況。如果原結(jié)構(gòu)混凝土強度過低，它與纖維復(fù)合材的粘接強度也必然會很低，容易發(fā)生脆性的剝離破壞。因此需同時滿足基材混凝土強度等級不低于C15以及基材混凝土表面的正拉粘接強度不得低于1.5MPa兩個指標(biāo)的要求。
2、粘貼碳纖維布加固混凝土構(gòu)件時，應(yīng)將纖維受力方式設(shè)計成僅承受拉應(yīng)力作用。
3、本方法不適用于素混凝土構(gòu)件，包括配筋率不符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范小配筋率構(gòu)造要求的構(gòu)件的加固。
4、當(dāng)受彎構(gòu)件粘貼的多層纖維布允許截斷時，相鄰兩處纖維布宜按內(nèi)短外長的原則分層截斷，外層纖維織物的截斷點宜越過內(nèi)層截斷點200mm以上，并應(yīng)在截斷點加U型箍。
5、當(dāng)加固的受彎構(gòu)件為板、殼、墻和筒體時，纖維復(fù)合材應(yīng)選擇多條密布的方式進行粘貼，每一條帶的寬度不應(yīng)大于200mm，不得使用未經(jīng)裁剪成條的整幅織物滿貼。
6、當(dāng)采用纖維復(fù)合材環(huán)向圍束對鋼筋混凝土柱進行正截面加固或提高延性的抗震加固時，環(huán)向圍束的纖維織物層數(shù)，對圓截面不應(yīng)少于2層，對正方形和矩形截面柱不應(yīng)少于3層，環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應(yīng)小于50mm，纖維織物環(huán)向截斷點的延伸長度不應(yīng)小于200mm，且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯開。

混凝土柱是主要承受豎向荷載和水平荷載的構(gòu)件，地震荷載作用下柱容易遭到破壞，其典型破壞模式主要包括以下四類：剪切破壞、彎曲破壞、縱筋搭接破壞、彎剪破壞。
采用外貼碳纖維布加固方法可顯著改善柱的抗震性能，使柱子在發(fā)生上述破壞之前能夠具有較好的非彈性變形。
目前，常用的抗震加固方法是沿柱環(huán)向外貼碳纖維布，環(huán)向粘貼的碳纖維布可看作附加箍筋，約束混凝土的橫向變形，從而提高混凝土柱的延性。也可采用外貼縱向碳纖維布來改善柱的抗震性能。
采用碳纖維布加固柱可以顯著提高其抗震性能，加固方法主要有兩類：沿柱環(huán)向和縱向粘貼碳纖維布。
1.沿柱環(huán)向粘貼碳纖維布加固方法
采用環(huán)向粘貼碳纖維布構(gòu)成環(huán)向圍束對混凝土柱抗震加固，其加固方法與柱的正截面加固方法相同。
碳纖維布主要起到與箍筋相似的作用，碳纖維布對核心混凝土形成有效約束，可抑制混凝土剝落和縱筋屈曲，使柱具有較好的非彈性彎曲變形能力，并且碳纖維布提供的約束力可阻止縱筋搭接接頭的黏結(jié)破壞和滑移，碳纖維布可提高柱的抗剪能力。
因此，沿柱圓周方向粘貼碳纖維布可防止柱的剪切破壞、彎曲塑性鉸破壞和縱筋搭接破壞，提高其抗震性能。
2.沿柱縱向粘貼碳纖維布加固方法
其主要是提高柱的抗彎能力，這種粘貼方式要求端部碳纖維布錨固可靠，通常情況下還需要沿柱環(huán)向粘貼碳纖維布。
但是，應(yīng)該注意到，這種加固方式同時會使相鄰構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加力，因此，縱向粘貼碳纖維布加固柱時，還應(yīng)關(guān)注加固柱抗彎能力的提高程度，過大增加柱抗彎能力并不可取。
當(dāng)通過外貼碳纖維布加固柱的方法來提高其延性時，應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求：
1.環(huán)向圍束的纖維片材層數(shù)，圓柱不少于2層；方形和矩形柱不少于3層。
2.環(huán)向圍束上下纖維片材層之間的搭接長度不應(yīng)少于50 mm，環(huán)向截斷點的延伸長度不應(yīng)小于200 mm，且各條帶搭接位置應(yīng)相互錯開。
3.方形和矩形柱的棱角需要倒角處理，采用碳纖維和玻璃片材加固時倒角半徑不應(yīng)小于25 mm。
4.加密區(qū)高度應(yīng)取柱截面長邊尺寸、柱凈高的1/6和500mm三者的值。
5.宜沿柱的整個高度包裹。對于抗震等級為一、二級的角柱，應(yīng)沿柱的整個高度包裹。

碳纖維布加固作為一種新型復(fù)合材料而被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固改造工程，是將抗拉強度極高的碳纖維布用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強材料，用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上，使碳纖維承受拉應(yīng)力，并與混凝土變形協(xié)調(diào)，共同受力，形成一個新的復(fù)合體，提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性，達到提高構(gòu)建承載能力的目的。碳纖維布加固法的應(yīng)用與粘鋼法類似，但比粘鋼加固更靈活方便，其具有高強高效、不改變截面、抗腐蝕、耐老化、施工便捷，易保證施工質(zhì)量且后期維護費用低等優(yōu)勢，在已有建筑的加固改造中十分受到青睞.
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能。加固混凝土構(gòu)件所用的碳纖維布，是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復(fù)合而制成的，是將碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片況材料。碳纖維布在編織時，將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于3000Mpa，彈性模量大于2.1×l05Mpa.
碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進行加固處理，該技術(shù)采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。綜合材料的物理、力學(xué)特性分析，要想限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢，適宜將材料作為建筑結(jié)構(gòu)的受拉或預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，特別適用于純受拉構(gòu)件，建筑加固的碳纖維材料主要是承受拉應(yīng)力，約束裂縫的開展。
結(jié)構(gòu)加固補強工程施工質(zhì)量的好壞將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全，粘貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的新型加固技術(shù)，在加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是在使用碳纖維布加固工程中的這些細節(jié)你都注意到了嗎？
碳纖維布加固補強的關(guān)鍵應(yīng)是保證碳纖維布高強度的充分發(fā)揮，而碳纖維布的高強度作用是通過其與混凝土構(gòu)件表面的可靠粘結(jié)來保證的，因而，碳纖維布加固補強技術(shù)的施工質(zhì)量對加固效果可起到?jīng)Q定性作用。同時在GB50550-2010中對于碳纖維布的有效粘接面積有著不小于95%的要求。
因為碳纖維材料屬于導(dǎo)電材料，施工時應(yīng)嚴格控制施工現(xiàn)場用電安全，且在施工過程中應(yīng)避免碳纖維布的彎折，且所選用的粘接材料應(yīng)是與碳纖維布相配套的產(chǎn)品，以保證它們有良好的適配性。
對于粘貼碳纖維布加固法來說，所選用碳纖維布與結(jié)構(gòu)膠的適配性尤為重要，因為碳纖維布要發(fā)揮它的高強度的特點達到加固補強的目的，就必須碳纖維布和所選用結(jié)構(gòu)膠復(fù)合后的高性能特性，如果它們沒有良好的適配性，加固效果將無從談起。

碳纖維布加固中是需要了解碳纖維布的強度得，才能對癥下藥，找到的碳纖維布加固方案，我們?nèi)绾稳ふ液线m的碳纖維布材料呢，讓我們先來了解下：
碳纖維布加固法是將抗拉強度極高的碳纖維用環(huán)氧樹脂沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上，形成一個整體，碳纖維材料與原有鋼筋混凝同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂、抗剪、抗彎以及抗壓能力，提高結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性，達到結(jié)構(gòu)補強和改善結(jié)構(gòu)受力的目的。與其他加固方法相比碳纖維布加固具有節(jié)省空間，施工簡便，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本，因此該加固工藝備受青睞。
在碳纖維布采購時，經(jīng)常有人會問到碳纖維布的抗拉強度是多少，大部分人會告訴你是3400MPa，其實這個是一級碳纖維布的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值。還有一個抗拉強度設(shè)計值也會偶爾提到。那這兩個值在實際中有什么意義呢？現(xiàn)在卡本給大家介紹下。
抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值
一般說的抗拉強度就表示抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值，碳纖維布的抗拉強度表示碳纖維布單位面積所能承受的拉應(yīng)力，說的簡單點就是1mm2截面積的碳纖維布可以承受3400N的力。以一級300g的碳布為例，100mm寬它的截面積S=a（碳布寬度）b（碳布厚度）=100*0.167（300g碳布厚度）=16.7mm2，那它理論上就可以承受的力F=3400N*16.7=56780N。施工單位對抗拉強度關(guān)注更多一些，因為在采購碳布時要求碳布抗拉強度為3400MPa，如果達不到則表示碳布不合格，是不可以應(yīng)用在本工程中的。
抗拉強度設(shè)計值
同樣的碳布在不同的加固構(gòu)件中抗拉強度是有可能是不一樣的，一級碳布抗拉強度設(shè)計值在重要構(gòu)件中取1600MPa，在一般構(gòu)件中取2300MPa。很多人疑惑，為什么越是重要對的構(gòu)件設(shè)計值反而越小呢，首先要明白抗拉強度設(shè)計值是在受力計算時計算的值。一級碳布的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值是3400MPa，已經(jīng)是確定的，那么在計算時取值越小肯定是越安全的，所以導(dǎo)致重要構(gòu)件的抗拉強度設(shè)計值小于一般構(gòu)件的抗拉強度設(shè)計值。設(shè)計單位對抗拉強度設(shè)計值更關(guān)注一些，因為在受力計算時，用到的都是抗拉強度設(shè)計值。
抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值和抗拉強度之間有什么聯(lián)系呢？首先碳纖維布只有達到3400MPa的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值才可以按相應(yīng)的抗拉強度設(shè)計值去計算。在加固時碳纖維布具體能發(fā)揮多大的抗拉強度呢？這個不好確定，因為每個工程的具體情況不一樣，實際發(fā)揮的強度也不一樣，有些結(jié)構(gòu)變形較大采用碳纖維加固就會導(dǎo)致碳纖維的強度發(fā)揮的很少，甚至可能發(fā)揮的強度小于抗拉強度設(shè)計值，這樣結(jié)構(gòu)就會有一定安全風(fēng)險，所以這樣的結(jié)構(gòu)也不適合采用碳纖維布進行加固。
強度是碳纖維布一個很重要的參數(shù)，在加固工程中要充分利用碳纖維的抗拉強度，這樣才能使結(jié)構(gòu)更加安全。