一：碳纖維加固技術簡介

　　纖維類材料(碳纖維布、碳纖維板、芳倫纖維及玻璃纖維)加固修復混凝土結(jié)構(gòu)技術是采用配套粘結(jié)樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，起到結(jié)構(gòu)補強和抗震加固的作用。廣泛適用于建筑梁、板、柱、墻等的加固，以及橋梁、隧道、煙囪、筒倉等其它土木工程的加固補強。

　　工程材料的進步及新材料的出現(xiàn)歷來是土木結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的先驅(qū)和動力。自1997年國內(nèi)第一個碳纖維加固混凝土梁的試驗以來，F(xiàn)RP材料應用技術在我國迅速發(fā)展，2003年正式出臺了中國工程建設標準化協(xié)會標準《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》，外貼FRP片材加固技術已經(jīng)成為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的主要方法之一。作為傳統(tǒng)建材的一個重要補充，F(xiàn)PR具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　二：碳纖維的發(fā)展歷史

　　1992年,日本東麗公司研制成功高模中強碳纖維M70J,楊氏摸量高達690GPa。

　　1997年,國內(nèi)開展第一個碳纖維加固混凝土梁的試驗，F(xiàn)RP材料應用技術在我國迅速發(fā)展。

　　2003年,正式出臺了中國工程建設標準化協(xié)會標準《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》CECS146:2003。

　　2007年,《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程》CECS146:2003(2007版) 發(fā)行。

　　2010年以來,碳纖維加固在中國加固工程中的應用已非常普及，設計及施工經(jīng)驗已經(jīng)相當成熟。

　　三：碳纖維的力學性能

　　纖維復合材料的力學特點是其應力應變量完全線彈性，不存在屈服點或塑性區(qū)，所以是建筑加固補強的理想材料。

　　優(yōu)點：高強、輕質(zhì)、耐腐蝕、耐疲、現(xiàn)場施工便捷，較高的防磁、防輻射性能。

　　1. 高強高效，碳纖維片的抗拉強度高于普通鋼10～15倍，彈性模量與鋼接近;

　　2. 具有良好的耐久性和耐酸堿鹽各類化學介質(zhì)的腐蝕，不需定期維護;

　　3. 良好的耐熱和耐寒性長期在-54℃至83℃條件下使用，強度不發(fā)生變化;

　　4. 抗紫外線及核輻射，碳纖維片的強度和粘著性在50年時間內(nèi)不發(fā)生劣化，在核輻射實驗室中可經(jīng)受20年;

　　5. 施工簡便，不受形狀限制，易貼附，施工質(zhì)量易保證;

　　6. 具有良好的耐水性，在70℃條件下，浸漬3天，抗拉強度不降低;

　　7. 符合環(huán)保要求;

　　8. 成為國際上建筑物結(jié)構(gòu)補強加固新趨勢。

　　缺點：由于碳纖維片材受拉時呈線彈性性能直至破壞的性質(zhì)，所以在粘貼碳纖維片材的結(jié)構(gòu)設計中不能將碳纖維片材作為鋼筋的替代物。而且三種FRP中，CFRP是電導體。

　　原因：1.碳纖維片材不具備鋼筋的延性，加固后結(jié)構(gòu)的延性將受到限制;2.由于碳纖維片材的延性缺乏，構(gòu)件中的應力重分布將受到約束。因此在設計時，必須考慮碳纖維片材的脆性特點。

　　四：CFRP片材對于各種加固類型的適應性

　　1. 廣泛適用于梁、板、柱等構(gòu)件及曲面、節(jié)點的結(jié)構(gòu)補強及抗震加固;

　　2. 鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫加固;

　　3. 滿足結(jié)構(gòu)承受動靜載荷的需求，如橋梁橋墩、立交橫梁、橋板、橋面;

　　4. 構(gòu)件的抗彎、抗剪、抗壓加固，結(jié)構(gòu)體系的抗震及砌體結(jié)構(gòu)的加固。

　　五：國內(nèi)碳纖維布的力學性能指標及國家規(guī)范

　　性能項目I-300I-200II-300II-200

　　強度級別高強I級高強I級高強II級高強II級

　　克 重(g/m2)300200300200

　　理論厚度(mm)0.1670.1110.1670.111

　　抗拉強度(MPa)國標安全指標3400340030003000

　　測試數(shù)據(jù)3647369632023249

　　彈性模量(GPa)國標安全指標240240210210

　　測試數(shù)據(jù)241241213212

　　伸長率(%)國標安全指標1.701.701.501.50

　　測試數(shù)據(jù)1.701.701.511.51

　　碳纖維布碳纖維原料力學指標

　　纖維類別性能項目抗拉強度(Mpa)彈性模量(GPa)伸長率(%)

　　碳纖維絲高強度I級≥4900≥2.4X105≥2.0

　　高強度II級≥4100≥2.4X105≥1.8

　　六：碳纖維布加固施工工藝

　　1、施工流程

　　2、施工步驟

　　1、卸荷。卸荷加固前應對所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。

　　2、基底處理?；炷帘韺映霈F(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應予以鑿除，對于較大面積的劣質(zhì)層，在鑿除后應用環(huán)氧砂漿進行修復。裂縫部位應首先進行封閉處理。用混凝土角機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥30mm)。用吹風機將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

　　3、涂底膠。按主劑∶固化劑=2∶1(或其他比例)將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計量，電動攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。一般情況下1h內(nèi)用完。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準)再進行下一工序施工。一般固化時間為2～3d。

　　4、基面找平?；炷帘砻姘枷莶课粦锰钇?，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應填補，盡量減小高度差。轉(zhuǎn)角處也應處理成光滑的圓弧，半徑不小于30mm。

　　5、粘貼碳纖維布。按設計要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布，除非特殊要求，纖維布長度一般應在3m之內(nèi)。調(diào)配、攪拌面膠(使用方法與底膠相同)，然后均勻涂抹于待粘貼的部位，在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。粘貼碳纖維布，在確定所粘貼部位無誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡，并使膠充分浸透纖維布。多層粘貼應重復上述步驟，待纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹面膠。纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，纖維布端部固定用橫向纖維布或粘鋼固定。

　　6、防護保護。加固后的纖維布表面應采取抹灰或噴防火涂料進行保護。

　　3、施工中應注意的事項

　　(1)施工宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進行，并應符合配套樹脂的施工使用溫度。當環(huán)境溫度低于5℃時，應使用適用于低溫的配套樹脂或采用升溫處理措施。

　　(2)在表面處理和粘貼碳纖維布前，應按加固設計部位放線定位。

　　(3)樹脂配制時應按產(chǎn)品使用說明規(guī)定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌所用的容器內(nèi)不得有油污及雜質(zhì)。宜根據(jù)現(xiàn)場實際溫度決定樹脂的每次拌合量，并嚴格控制使用時間。

　　(4)粘貼前板底首先要打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出結(jié)構(gòu)新面，混凝土表面應清理干凈并保持干燥;鋼筋露出部位須做防銹處理，如損壞程度嚴重，須采取其它措施，以確保安全;轉(zhuǎn)角粘貼處要進行倒角處理打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小于20mm。

　　(5)按比例準確配制好底膠并攪拌均勻，注意一次調(diào)和量在可使用時間內(nèi)用完，超過時間的絕對不能使用，以確保粘接質(zhì)量;底膠硬化后，在表面有凸起部分時，要用磨光機或砂紙打光。

　　(6)粘貼碳纖維布時要從中間向兩側(cè)進行粘貼，可避免施工時產(chǎn)生氣泡影響加固效果。

　　(7)碳纖維布配套樹脂的原料應密封儲存，遠離火源，避免陽光直接照射。

　　(8)樹脂的配置和使用場所，應保持通風良好，現(xiàn)場施工人員應根據(jù)使用樹脂材料采取相應的勞動保護措施。

　　(9)涂刷碳纖維專用漆必須等樹脂初期硬化后再施做，如表面上仍有不平，用環(huán)氧樹脂砂漿作細部找平后再涂刷碳纖維專用漆。

　　(10)碳纖維布的施工應由具過硬施工工藝技術的專業(yè)施工隊伍完成，并應精心組織、精心施工.

　　七：碳纖維布加固施工案例

　　八：碳纖維加固價格

　　對于任何一位甲方，對于任何一種加固方案，價格無疑是最敏感的，甚至是決定選擇加固設計、施工單位的重要標準。碳纖維布加固價格各地有不同的定額標準，以上海2013年9月為例，混凝土梁300g碳纖維布加固價格定額為：588.73元/平米，每多加一層，價格為：503.16元/平米。

　　在實際施工過程中，取費標準并不僅限于材料費和人工費，取決于多種因素，同時包括施工難度、設備損耗、材料損耗、運輸費等等。如果項目方量足夠大，比如能達到3000平米，最后的取費價格可能會低于定額，而一些小項目，比如別墅加固項目，方量僅十幾平米，材料的損耗、人工的浪費、運輸費的效能比都會比大項目高得多，碳纖維加固價格可能會升到1000元以上，取費標準如果還按照定額計算的話，就沒有施工單位愿意參與了。

　　以材料成本來看，報價也會存在明顯差異，目前國內(nèi)碳纖維加固采用的碳纖維布一般分為300g、200g兩種，而同樣的克數(shù)，材料廠家不同也會價格差異明顯，有國產(chǎn)絲-國內(nèi)編織、進口絲-國內(nèi)編織、純進口產(chǎn)品。

　　綜上所述，碳纖維加固的價格取決于多種因素，要按工程實際情況進行分析、洽談，不分項目類別就能給出碳纖維布加固價格的加固公司，請敬而遠之。