一：碳纖維加固技術(shù)簡(jiǎn)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(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是采用配套粘結(jié)樹(shù)脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，起到結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)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(cāng)等其它土木工程的加固補(bǔ)強(qiáng)。

　　工程材料的進(jìn)步及新材料的出現(xiàn)歷來(lái)是土木結(jié)構(gòu)工程發(fā)展的先驅(qū)和動(dòng)力。自1997年國(guó)內(nèi)第一個(gè)碳纖維加固混凝土梁的試驗(yàn)以來(lái)，F(xiàn)RP材料應(yīng)用技術(shù)在我國(guó)迅速發(fā)展，2003年正式出臺(tái)了中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，外貼FRP片材加固技術(shù)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(gè)重要補(bǔ)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(qiáng)碳纖維M70J,楊氏摸量高達(dá)690GPa。

　　1997年,國(guó)內(nèi)開(kāi)展第一個(gè)碳纖維加固混凝土梁的試驗(yàn)，F(xiàn)RP材料應(yīng)用技術(shù)在我國(guó)迅速發(fā)展。

　　2003年,正式出臺(tái)了中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS146:2003。

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

　　2010年以來(lái),碳纖維加固在中國(guó)加固工程中的應(yīng)用已非常普及，設(shè)計(jì)及施工經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟。

　　三：碳纖維的力學(xué)性能

　　纖維復(fù)合材料的力學(xué)特點(diǎn)是其應(yīng)力應(yīng)變量完全線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)，所以是建筑加固補(bǔ)強(qiáng)的理想材料。

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

　　1. 高強(qiáng)高效，碳纖維片的抗拉強(qiáng)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(xué)介質(zhì)的腐蝕，不需定期維護(hù);

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

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

　　5. 施工簡(jiǎn)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(qiáng)度不降低;

　　7. 符合環(huán)保要求;

　　8. 成為國(guó)際上建筑物結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固新趨勢(shì)。

　　缺點(diǎn)：由于碳纖維片材受拉時(shí)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(shè)計(jì)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(dǎo)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(yīng)力重分布將受到約束。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮碳纖維片材的脆性特點(diǎn)。

　　四：CFRP片材對(duì)于各種加固類型的適應(yīng)性

　　1. 廣泛適用于梁、板、柱等構(gòu)件及曲面、節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)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(dòng)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(guó)內(nèi)碳纖維布的力學(xué)性能指標(biāo)及國(guó)家規(guī)范

　　性能項(xiàng)目I-300I-200II-300II-200

　　強(qiáng)度級(jí)別高強(qiáng)I級(jí)高強(qiáng)I級(jí)高強(qiáng)II級(jí)高強(qiáng)II級(jí)

　　克 重(g/m2)300200300200

　　理論厚度(mm)0.1670.1110.1670.111

　　抗拉強(qiáng)度(MPa)國(guó)標(biāo)安全指標(biāo)3400340030003000

　　測(cè)試數(shù)據(jù)3647369632023249

　　彈性模量(GPa)國(guó)標(biāo)安全指標(biāo)240240210210

　　測(cè)試數(shù)據(jù)241241213212

　　伸長(zhǎng)率(%)國(guó)標(biāo)安全指標(biāo)1.701.701.501.50

　　測(cè)試數(shù)據(jù)1.701.701.511.51

　　碳纖維布碳纖維原料力學(xué)指標(biāo)

　　纖維類別性能項(xiàng)目抗拉強(qiáng)度(Mpa)彈性模量(GPa)伸長(zhǎng)率(%)

　　碳纖維絲高強(qiáng)度I級(jí)≥4900≥2.4X105≥2.0

　　高強(qiáng)度II級(jí)≥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(yīng)對(duì)所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。

　　2、基底處理。混凝土表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除，對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層，在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。裂縫部位應(yīng)首先進(jìn)行封閉處理。用混凝土角機(jī)、砂紙等機(jī)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(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥30mm)。用吹風(fēng)機(jī)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(jì)量，電動(dòng)攪拌器均勻攪拌，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)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(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn))再進(jìn)行下一工序施工。一般固化時(shí)間為2～3d。

　　4、基面找平。混凝土表面凹陷部位應(yīng)用填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)填補(bǔ)，盡量減小高度差。轉(zhuǎn)角處也應(yīng)處理成光滑的圓弧，半徑不小于30mm。

　　5、粘貼碳纖維布。按設(shè)計(jì)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(zhǎng)度一般應(yīng)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(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙，用特制滾子反復(fù)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(yīng)重復(fù)上述步驟，待纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)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(zhǎng)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(hù)保護(hù)。加固后的纖維布表面應(yīng)采取抹灰或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。

　　3、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)

　　(1)施工宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹(shù)脂的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)使用適用于低溫的配套樹(shù)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(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。

　　(3)樹(shù)脂配制時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)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(chǎng)實(shí)際溫度決定樹(shù)脂的每次拌合量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)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(yīng)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(yán)重，須采取其它措施，以確保安全;轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。

　　(5)按比例準(zhǔn)確配制好底膠并攪拌均勻，注意一次調(diào)和量在可使用時(shí)間內(nèi)用完，超過(guò)時(shí)間的絕對(duì)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(shí)，要用磨光機(jī)或砂紙打光。

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

　　(7)碳纖維布配套樹(shù)脂的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。

　　(8)樹(shù)脂的配置和使用場(chǎng)所，應(yīng)保持通風(fēng)良好，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)根據(jù)使用樹(shù)脂材料采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施。

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

　　(10)碳纖維布的施工應(yīng)由具過(guò)硬施工工藝技術(shù)的專業(yè)施工隊(duì)伍完成，并應(yīng)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(jià)格

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

　　在實(shí)際施工過(guò)程中，取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)并不僅限于材料費(fèi)和人工費(fèi)，取決于多種因素，同時(shí)包括施工難度、設(shè)備損耗、材料損耗、運(yùn)輸費(fèi)等等。如果項(xiàng)目方量足夠大，比如能達(dá)到3000平米，最后的取費(fèi)價(jià)格可能會(huì)低于定額，而一些小項(xiàng)目，比如別墅加固項(xiàng)目，方量?jī)H十幾平米，材料的損耗、人工的浪費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)的效能比都會(huì)比大項(xiàng)目高得多，碳纖維加固價(jià)格可能會(huì)升到1000元以上，取費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)如果還按照定額計(jì)算的話，就沒(méi)有施工單位愿意參與了。

　　以材料成本來(lái)看，報(bào)價(jià)也會(huì)存在明顯差異，目前國(guó)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(huì)價(jià)格差異明顯，有國(guó)產(chǎn)絲-國(guó)內(nèi)編織、進(jìn)口絲-國(guó)內(nèi)編織、純進(jìn)口產(chǎn)品。

　　綜上所述，碳纖維加固的價(jià)格取決于多種因素，要按工程實(shí)際情況進(jìn)行分析、洽談，不分項(xiàng)目類別就能給出碳纖維布加固價(jià)格的加固公司，請(qǐng)敬而遠(yuǎn)之。