碳纤维是一种含碳量在 90％以上的高强度、 高模量、 耐高温纤维， 它重量轻 （密度约 1.8kg/m3）、 强度高、 尺寸稳定、 抗疲劳阻尼特性好、 耐高温、 耐酸碱腐蚀、 有导电性、 抗蠕变、 可传热、 热膨胀系数小，既可作为结构材料承担荷载，又可作为功能材料发挥作用。 它强度比钢的大、 密度比铝的小、 比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、 又能像铜那样导电， 具有许多宝贵的电学、 热学和力学性能的新型材料。碳纤维能显著提高混凝土的 （抗拉、压、弯） 强度， 韧性、 延性、 抗冲击疲劳性能和变形模量。


碳纤维布加固修补结构技术是一种新型的结构加固技术，适用于混凝土结构，砌体结构、木结构的梁、板、柱的抗弯、抗剪、抗压加固，自重轻不增加结构荷载；强度高（是Ⅱ级结构强度的10倍），能灵活地用于种类加固设计，柔韧性好，不受结构外形限，抗高温、抗蠕变、抗腐蚀、抗震性好。碳纤维加固材料强度普遍高于钢材，一些特制强化碳纤维强度可达钢材的数倍以上。用粘结树脂胶粘附于混凝土结构表面，具有良好的防水效果，可抑制混凝土劣化和钢筋腐蚀生锈。其比重比铝质还要轻，在不增加荷重的情况下达到高强度的...


1.碳纤维加固结构构件技术原理 
　　外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材，通过二者协同受力，达到加固目的。碳纤维材料具有高强度、高弹性模量、重量轻及耐腐蚀性好等特点，其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右，弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种：碳纤维材料与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍，而弹性模量与钢材相当，某些（如高弹性）碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上，且施工性能与耐久性良好，是一种很好的加固修复材料；配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂，前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体，并且共同工作，提高结构构件的抗弯、抗剪承载力，达到对结构构件进行加固、补强的目的。 
2.采用碳纤维布加固具有的优点： 
　　采用碳纤维布加固结构具有高强高效的优点。由于碳纤维材料优异的物理力学性能，在加固修补混凝土结构中可以提高混凝土结构及构件的承载力和延展性，改善其受力性能，达到高效加固修补的目的。施工便捷，工效高，无湿作业，不需大型施工机具，施工占用场地少。根据有关统计资料，同为粘贴加固工法，粘贴碳纤维材料是粘贴钢板施工工效的4-8倍。具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性。试验表明，碳纤维材料加固混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，可以抗御建筑物经常遇到的酸、碱、盐对结构物的腐蚀。适用面广。粘贴碳纤维材料加固修补混凝土结构可广泛适用于各种结构类型(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等)、各种结构形状(如矩形、圆形、曲面结构等)、各种结构部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固修补，且不改变结构形状，这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。尤其重要的是，对于一些大型桥梁桥墩、桥梁、桥板以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等，采用旧的加固手段几乎无法实施，而采用该项加固技术都能顺利解决，施工质量易保证。由于碳纤维材料是柔性的，即使被加固的结构表面不是非常平整也基本可以达到100％的有效粘贴率，而粘贴钢板则很难达到100％的有效粘贴面，相应的验收标准也只要求其达到70％就可以了。碳纤维材料质量轻且薄，粘贴后每平方米重量不到1.0kg，粘贴一层的厚度仅1.0mm左右，加固修补后基本不增加原结构自重及原构件尺寸。 
  技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。
 
 1、介绍
 　　碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。
 2、环氧树脂
 　　不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。
 （1）环氧树脂简介
 　　仅仅依靠碳纤维加固片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片，有很强的粘结力。依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。我公司使用的各类树脂规格及性能（包括底层涂料的规格及性能、环氧腻子的规格及性能、粘结树脂的规格及性能等均有详细表格资料、以备索取）。
 （2）物理性能
 　　碳纤维片工法中使用了底涂、腻子、浸渗粘着树脂等三种环氧树脂。上述三种环氧树脂的使用目的各不相同，其物性标准也不相同。
 ①底涂：粘着强度
 　　底涂必须确实具有把作用在混凝土表面上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能。因此粘着强度成为制定其物性标准的重要依据。
 ②腻子：
 压缩强度·压缩弹性率
 　　腻子用于填充混凝土上的微小缺损部分。因此，要求必须具有与混凝土同等以上的压缩强度。此外，还要求具有较高的压缩弹性模量。根据以上理由，制定腻子的物性标准时主要根据其压缩强度及压缩弹性模量。剪切强度·粘着强度
 　　腻子与底涂一样必须具有把因荷载作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。
 ③ 粘着树脂：
 张拉强度·弯曲强度
 　　碳纤维加固片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP。重要
 的是固化后的CFRP的物性，而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。但要想获得良好的CFRP物性，浸渗粘着树脂本身的物性确实也有影响。因此制定了最小限度的张拉强度及弯曲强度的物性标准。
 剪切强度·粘着强度
 　　浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP之外，还具有粘着剂的功能。与腻子、底涂同样，必须具有把因载荷作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。
 相比之下，国产的树脂材料目前缺乏配套产品，用途单一，且尚未制定出严格的物性标准。
 2、碳纤维材料与其他加固材料对比
 　　（1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。
 　　（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。 
 
 （3） 疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。水泥烟囱碳纤维加固金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。
 　　（4）重量：约为钢材的五分之一。
 　　（5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。此外，由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大，与混凝土界面的粘接强度不如片材。 
 
 3、材料性能
 　　碳纤维片是以碳纤维为组分，以树脂为基体，通过一定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。碳纤维加固它具有极其优越的品质：材料质轻高强，碳纤维片的抗拉强度比同截面钢材高7~10倍，用环氧树脂将它与结构物粘贴后形成一体，能可靠地与钢筋混凝土共同工作，获得优异的补强效果，而结构物自重的增加几乎可以忽略；其抗疲劳强度高，耐久性能好，耐磨损、抗老化等。注：设计厚度是按照碳纤维断面积推算出的厚度，施工时用的片材含有集束用的预浸树脂、玻璃纤维网和衬纸，其厚度与设计厚度不同。


江苏三里港高空修建防腐有限公司（盐城市三里港高修工程公司）具备《高空悬挂安全作业一级资质运用“不搭脚手架“特种技术★专业承接：水泥烟囱（筒）拆除，砖烟囱拆除，水塔拆除，凉水塔拆除，各种铁塔、钢架拆除，拆除高空砼制框架，钢烟囱拆除，电视塔拆除，及其它高难度拆除工程。