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摘要：碳纤维布加固技术是一种较为新型的混凝土结构加固技术，因其所具有的成本低廉、操作简单等优势已经应用的越来越普遍，并且为相关企业带来了很丰厚的经济回报。文章主要结合案例分析了混凝土结构碳纤维布加固技术，提出了在混凝土结构碳纤维布加固设计中需要注意的一些事项，希望可以供设计和工程施工人员参考。
关键词：碳纤维;加固;混凝土结构
前言
伴随着我国科技水平的快速发展，我国材料科学也在迅速发展，将纤维材料应用在工程建设中也逐渐成为国内外研究的热点，存在于纤维材料中的碳纤维在加固混凝土结构的工程上有着很显著的优势。比如碳纤维布所具有的高效高强功能，可以提高混凝土结构的承载力和延展性，改善结构的受力性能，从而达到高效加固的目的。在当前的很多工程建设中，碳纤维布的应用已经很广泛，尤其是在混凝土结构的加固补强工程中，碳纤维布的应用已经非常普遍。
一、碳纤维布加固技术简介
（一）碳纤维布加固技术的含义
碳纤维布加固技术指的是把碳纤维这种高性能的纤维材料应用在土木工程建设中，利用和其相配套的树脂类粘结剂（建筑结构胶）把碳纤维粘贴到结构或者构件上需要加固的部位，在其表面形成复合材料体，通过其和结构或者构件的相互配合，来提高加固结构或构件的承载力和延性的一种比较新型的加固方法。在经过碳纤维布加固技术加固的混凝土结构，不管是在荷载能力上，还是在极限承载力上都会有非常明显的提高，而且碳纤维布加固混凝土结构的施工也比较简单，技术容易操作，从经济方面来考虑的话，成本也比较低。这也是为什么现在很多混凝土结构在进行加固时，都采用碳纤维布加固的重要原因。
（二）碳纤维布加固的原理
用于混凝土结构加固的碳纤维布材料一般都具有优良的力学性能，抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍甚至几十倍。但是，在碳纤维材料编织成碳纤维布之后，其中的各个碳纤维丝有时候很难完全的共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝就会先达到抗拉强度并且退出工作状态，这种情况延续下去，各个碳纤维丝就会慢慢断裂，直到整体都破坏。而如果使用粘结剂之后，各个碳纤维丝因为粘结在一起，就可以很好的合作，共同完成工作，这就更加大了碳纤维布的抗拉强度，所以，在使用碳纤维布加固混凝土结构时，必须要同时使用粘结剂，这一点是非常关键的。只有这样才能确保各个碳纤维丝一起工作，从而达到加固建筑物的目的。
二、混凝土结构碳纤维布加固设计案例分析
（一）案例概况
在XX市某小区2#住宅楼交付使用三年之后，五层的现浇楼板发现许多主应力方向裂缝。裂缝最宽的达到了3mm，这引起了很多居民的担心。造成此问题的主要原因是拆模过早，并且在混凝土强度增长初期就开始了屋面焦渣保温层的施工，导致拆模时混凝土的强度没有达到屋面焦渣保温层的荷载需要。在经过仔细考虑和分析之后，决定采用两层碳纤维布来加固。
（二）材料准备
1、主要材料
底胶、粘结胶、碳纤维布。
2、辅助工具和辅助材料
专用滚筒、剪刀、刮板、磨光机、凿子、台秤、灰刀、榔头、丙酮。
3、搭设脚手架
根据安全施工的要求，搭设好脚手架，搭设的高度以方便施工为前提。
（三）主要的施工工艺
1、基层清理
采用混凝土磨光机、砂纸等机具把混凝土表面1-2mm的浮浆、油污等杂质清理干净，再用丙酮把混凝土的表面清洗干净。
2、涂底膠
在混凝土表面清洗干净之后，要涂抹一层底胶。注意涂抹一定要均匀。并且调好的底胶要在规定的时间内用完，否则底胶就会失去功能，产生浪费。一般情况下，在40分钟之内用完即可。
3、粘贴碳纤维布
根据碳纤维布的使用说明，把各个组份的粘结胶在干净的容器中均匀调和，用刮板把调好的胶均匀的涂抹在底胶上需要粘贴碳纤维布的地方，随即把按照设计要求已经裁剪好的碳纤维布粘贴在设计的部位，然后用专用的滚子沿着碳纤维布的受力方向来回压，将其中的气泡挤出来。使得碳纤维布和混凝土可以紧密的结合。等用手指感觉表面干燥后，可以进行第二层碳纤维布的粘贴，方法和第一层碳纤维布的粘贴方法是一样的。需要注意的是，碳纤维布的搭接长度一般为100mm，端部要用横向碳纤维布来固定。
4、做保护层
在两层碳纤维布粘贴完，并且指压干燥之后，再刮涂一层面胶，来回的滚压，使面胶可以充分渗入到碳纤维布当中。在面胶干燥之后，表面要做一层保护层，一般情况下，保护层多为防水涂料或者水泥砂浆。
三、混凝土结构碳纤维布加固效果以及注意事项
（一）碳纤维布加固技术的效果
1、使用碳纤维布来加固混凝土结构时，可以有效提高混凝土表面的承载能力，一般可以提高15%左右。
2、随着粘贴的碳纤维布的层数的增加，加固效果也会更强，但是层数的增加和混凝土结构的承载力的提高并不是呈现正比关系的，如果粘贴2层以上的碳纤维布时，要考虑到碳纤维丝的共同工作的折减系数，通常情况下，粘贴的碳纤维布不宜超过3层。
3、由于碳纤维布的抗拉强度存在尺寸效应，会随着碳纤维布的宽度增长度的加大，极限抗拉能力会有一定程度的下降。
4、和没有加固过的混凝土结构相比，使用碳纤维布加固过后的混凝土结构出现裂缝等情况的时间会较晚，并且裂缝发展缓慢，裂缝较多，裂缝宽度也会远小于没有加固过的混凝土结构。
（二）碳纤维布加固混凝土结构需要注意的事项
1、碳纤维布加固的混凝土结构的强度等级不能够小于C15，工程使用环境的温度不能够大于60℃，如果不能满足这些要求，要改变加固方法。混凝土结构的粘贴面不能存在浮浆、油污、疏松、蜂窝等。
2、为了保证碳纤维布可以和混凝土实现共同工作，在梁、板的抗弯、抗剪加固中，梁板下的碳纤维布应该延伸到支座边缘。在延伸长度范围内，梁设U型箍和板
3、在实际的加固工程中，对混凝土结构进行加固时，除了要保证加固后的极限承载力要满足要求以外，对其刚度也是有一定要求的。
4、在混凝土加固过程中，纤维是属于二次受力，因此会存在应变滞后的问题，所以在加固施工时，要尽量清除结构上的荷载，以减小纤维应变滞后量。
5、为了防止粘结胶剥离破坏情况的发生，要注意两个方面的问题：一是要选择合适的粘结胶，二是要保证碳纤维布有足够的锚固。
6、碳纤维布的一个很重要的力学特点就是抗拉强度高，但利用碳纤维布加固只能起到帮助混凝土结构表面拉应力的提高，如果原构件的截面高度过小的话，截面弯距设计值过大，那么按照弯距计算的碳纤维布的用量可能会过多，会导致受压区的混凝土承载力不足，这个时候，受压区混凝土会被压坏，钢筋和碳纤维布都不能被充分利用。建议采用提高对构件受压区混凝土承载能力的办法，比如加大构件上部的混凝土面积，或者在受压区粘贴钢板或碳纤维布等。一些碳纤维产品具有良好的抗压性能，如果粘贴可靠的话，性能甚至高于钢板。
7、在实施加固工作时，施工质量必须要保证，所以在设计施工方案时，要有详细的施工和安全措施，施工过程中要严格按照施工组织和施工方案进行。
结束语
为了进一步规范碳纤维布使用的相关技术，我国制定了相关的技术标准和规程，为碳纤维布加固技术的应用和发展奠定了基础。随着人们对碳纤维材料的深入研究和认识，碳纤维布的加固技术将会得到更进一步的发展和提高，一些技术的不足也会慢慢被克服，碳纤维材料的性能也会变得更加优良，从而在我国的建筑工程中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]杨丽霞. 建筑结构工程钢筋混凝土结构加固设计常用方法探讨[J]. 建材与装饰，2019，（35）：97-98.
[2]王艳. 钢筋混凝土结构加固设计常用方法研究[J]. 农家参谋，2019，（21）：102.
[3]王振义. 钢筋混凝土结构加固及设计分析[J]. 江西建材，2019，（05）：186-187.
关键词：碳纤维;加固;混凝土结构
前言
伴随着我国科技水平的快速发展，我国材料科学也在迅速发展，将纤维材料应用在工程建设中也逐渐成为国内外研究的热点，存在于纤维材料中的碳纤维在加固混凝土结构的工程上有着很显著的优势。比如碳纤维布所具有的高效高强功能，可以提高混凝土结构的承载力和延展性，改善结构的受力性能，从而达到高效加固的目的。在当前的很多工程建设中，碳纤维布的应用已经很广泛，尤其是在混凝土结构的加固补强工程中，碳纤维布的应用已经非常普遍。
一、碳纤维布加固技术简介
（一）碳纤维布加固技术的含义
碳纤维布加固技术指的是把碳纤维这种高性能的纤维材料应用在土木工程建设中，利用和其相配套的树脂类粘结剂（建筑结构胶）把碳纤维粘贴到结构或者构件上需要加固的部位，在其表面形成复合材料体，通过其和结构或者构件的相互配合，来提高加固结构或构件的承载力和延性的一种比较新型的加固方法。在经过碳纤维布加固技术加固的混凝土结构，不管是在荷载能力上，还是在极限承载力上都会有非常明显的提高，而且碳纤维布加固混凝土结构的施工也比较简单，技术容易操作，从经济方面来考虑的话，成本也比较低。这也是为什么现在很多混凝土结构在进行加固时，都采用碳纤维布加固的重要原因。
（二）碳纤维布加固的原理
用于混凝土结构加固的碳纤维布材料一般都具有优良的力学性能，抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍甚至几十倍。但是，在碳纤维材料编织成碳纤维布之后，其中的各个碳纤维丝有时候很难完全的共同工作，在承受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝就会先达到抗拉强度并且退出工作状态，这种情况延续下去，各个碳纤维丝就会慢慢断裂，直到整体都破坏。而如果使用粘结剂之后，各个碳纤维丝因为粘结在一起，就可以很好的合作，共同完成工作，这就更加大了碳纤维布的抗拉强度，所以，在使用碳纤维布加固混凝土结构时，必须要同时使用粘结剂，这一点是非常关键的。只有这样才能确保各个碳纤维丝一起工作，从而达到加固建筑物的目的。
二、混凝土结构碳纤维布加固设计案例分析
（一）案例概况
在XX市某小区2#住宅楼交付使用三年之后，五层的现浇楼板发现许多主应力方向裂缝。裂缝最宽的达到了3mm，这引起了很多居民的担心。造成此问题的主要原因是拆模过早，并且在混凝土强度增长初期就开始了屋面焦渣保温层的施工，导致拆模时混凝土的强度没有达到屋面焦渣保温层的荷载需要。在经过仔细考虑和分析之后，决定采用两层碳纤维布来加固。
（二）材料准备
1、主要材料
底胶、粘结胶、碳纤维布。
2、辅助工具和辅助材料
专用滚筒、剪刀、刮板、磨光机、凿子、台秤、灰刀、榔头、丙酮。
3、搭设脚手架
根据安全施工的要求，搭设好脚手架，搭设的高度以方便施工为前提。
（三）主要的施工工艺
1、基层清理
采用混凝土磨光机、砂纸等机具把混凝土表面1-2mm的浮浆、油污等杂质清理干净，再用丙酮把混凝土的表面清洗干净。
2、涂底膠
在混凝土表面清洗干净之后，要涂抹一层底胶。注意涂抹一定要均匀。并且调好的底胶要在规定的时间内用完，否则底胶就会失去功能，产生浪费。一般情况下，在40分钟之内用完即可。
3、粘贴碳纤维布
根据碳纤维布的使用说明，把各个组份的粘结胶在干净的容器中均匀调和，用刮板把调好的胶均匀的涂抹在底胶上需要粘贴碳纤维布的地方，随即把按照设计要求已经裁剪好的碳纤维布粘贴在设计的部位，然后用专用的滚子沿着碳纤维布的受力方向来回压，将其中的气泡挤出来。使得碳纤维布和混凝土可以紧密的结合。等用手指感觉表面干燥后，可以进行第二层碳纤维布的粘贴，方法和第一层碳纤维布的粘贴方法是一样的。需要注意的是，碳纤维布的搭接长度一般为100mm，端部要用横向碳纤维布来固定。
4、做保护层
在两层碳纤维布粘贴完，并且指压干燥之后，再刮涂一层面胶，来回的滚压，使面胶可以充分渗入到碳纤维布当中。在面胶干燥之后，表面要做一层保护层，一般情况下，保护层多为防水涂料或者水泥砂浆。
三、混凝土结构碳纤维布加固效果以及注意事项
（一）碳纤维布加固技术的效果
1、使用碳纤维布来加固混凝土结构时，可以有效提高混凝土表面的承载能力，一般可以提高15%左右。
2、随着粘贴的碳纤维布的层数的增加，加固效果也会更强，但是层数的增加和混凝土结构的承载力的提高并不是呈现正比关系的，如果粘贴2层以上的碳纤维布时，要考虑到碳纤维丝的共同工作的折减系数，通常情况下，粘贴的碳纤维布不宜超过3层。
3、由于碳纤维布的抗拉强度存在尺寸效应，会随着碳纤维布的宽度增长度的加大，极限抗拉能力会有一定程度的下降。
4、和没有加固过的混凝土结构相比，使用碳纤维布加固过后的混凝土结构出现裂缝等情况的时间会较晚，并且裂缝发展缓慢，裂缝较多，裂缝宽度也会远小于没有加固过的混凝土结构。
（二）碳纤维布加固混凝土结构需要注意的事项
1、碳纤维布加固的混凝土结构的强度等级不能够小于C15，工程使用环境的温度不能够大于60℃，如果不能满足这些要求，要改变加固方法。混凝土结构的粘贴面不能存在浮浆、油污、疏松、蜂窝等。
2、为了保证碳纤维布可以和混凝土实现共同工作，在梁、板的抗弯、抗剪加固中，梁板下的碳纤维布应该延伸到支座边缘。在延伸长度范围内，梁设U型箍和板
3、在实际的加固工程中，对混凝土结构进行加固时，除了要保证加固后的极限承载力要满足要求以外，对其刚度也是有一定要求的。
4、在混凝土加固过程中，纤维是属于二次受力，因此会存在应变滞后的问题，所以在加固施工时，要尽量清除结构上的荷载，以减小纤维应变滞后量。
5、为了防止粘结胶剥离破坏情况的发生，要注意两个方面的问题：一是要选择合适的粘结胶，二是要保证碳纤维布有足够的锚固。
6、碳纤维布的一个很重要的力学特点就是抗拉强度高，但利用碳纤维布加固只能起到帮助混凝土结构表面拉应力的提高，如果原构件的截面高度过小的话，截面弯距设计值过大，那么按照弯距计算的碳纤维布的用量可能会过多，会导致受压区的混凝土承载力不足，这个时候，受压区混凝土会被压坏，钢筋和碳纤维布都不能被充分利用。建议采用提高对构件受压区混凝土承载能力的办法，比如加大构件上部的混凝土面积，或者在受压区粘贴钢板或碳纤维布等。一些碳纤维产品具有良好的抗压性能，如果粘贴可靠的话，性能甚至高于钢板。
7、在实施加固工作时，施工质量必须要保证，所以在设计施工方案时，要有详细的施工和安全措施，施工过程中要严格按照施工组织和施工方案进行。
结束语
为了进一步规范碳纤维布使用的相关技术，我国制定了相关的技术标准和规程，为碳纤维布加固技术的应用和发展奠定了基础。随着人们对碳纤维材料的深入研究和认识，碳纤维布的加固技术将会得到更进一步的发展和提高，一些技术的不足也会慢慢被克服，碳纤维材料的性能也会变得更加优良，从而在我国的建筑工程中发挥越来越重要的作用。
参考文献：
[1]杨丽霞. 建筑结构工程钢筋混凝土结构加固设计常用方法探讨[J]. 建材与装饰，2019，（35）：97-98.
[2]王艳. 钢筋混凝土结构加固设计常用方法研究[J]. 农家参谋，2019，（21）：102.
[3]王振义. 钢筋混凝土结构加固及设计分析[J]. 江西建材，2019，（05）：186-187.