碳纖維布加固技術(shù)最早起源于德國(guó),、瑞士，在20 世紀(jì)80 年代后期,，碳纖維復(fù)合材料被用于加固混凝土結(jié)構(gòu),。
碳纖維復(fù)合材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，是將碳素纖維這種高性能纖維應(yīng)用于土木工程,，利用樹指類材料把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面,，形成復(fù)合材料體CFRP，通過其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作,，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的,。
加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)所用碳纖維材料，主要為二種,，碳纖維與配套樹脂,。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十幾倍，而彈性模量與鋼材相當(dāng),，某些種類(如高彈性) 碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的2 倍以上,，且施工性能與耐久性良好，是一種很好的加固修復(fù)材料,；配套樹指則包括底層樹脂,、整平材料及粘浸樹脂，前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量,，而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個(gè)復(fù)合性整體,，并且共同工作。
1 板梁構(gòu)件加固中的應(yīng)用
目前混凝土加固通常采用增大截面加固法,、置換混凝土加固法,、外粘型鋼加固法、外粘鋼板加固法,、粘貼纖維復(fù)合材加固法等方法。粘貼纖維復(fù)合材法具有強(qiáng)度高（抗拉強(qiáng)度高于普通鋼材十倍以上）,、比重輕,、耐久耐腐性好、施工便捷,、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn),。
吉林省永吉縣碾子溝水庫(kù)泄洪洞建于50 年代，泄洪洞洞身長(zhǎng)32.2 m,，共3 孔,，每孔過水?dāng)嗝娉叽?.55 m×3.4 m（B×H）。洞邊墻及底板為鋼筋混凝土U 型槽結(jié)構(gòu)，頂部為鋼筋混凝土T 形梁蓋板,。2003 年,，水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固，由于土壩壩頂加高了0.38 m,，經(jīng)復(fù)核,，泄洪洞洞頂T 形梁配筋不滿足強(qiáng)度要求。通過計(jì)算,，設(shè)計(jì)采用300 g/m2 碳纖維布粘于全梁底部,。碳纖維粘貼采用碳纖維配套樹脂（環(huán)氧樹脂），具體施工方法如下：
混凝土表面處理,，即打磨混凝土表面,，去除表面灰漿及疏松部分，使用吹風(fēng)機(jī)吹去浮灰,；配制并涂刷底膠,，將底膠按主劑:固化劑，2∶1（質(zhì)量比）的比例混合,，攪拌3～5 min,，至充分均勻后使用；配制找平膠并對(duì)不平整處修復(fù)處理,；配制并涂刷浸漬膠,，將混合后的浸漬膠涂刷在加固位置，粘貼碳纖維布,。
碳纖維補(bǔ)強(qiáng)對(duì)加固構(gòu)筑物有著卓越的效果,，它可以最大限度地保留原來(lái)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不增加構(gòu)筑物的重量,，不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)的外型,，施工速度快且工程造價(jià)低。碾子溝水庫(kù)泄洪洞加固施工僅用時(shí)4 d,，投資4 萬(wàn)余元便解決了安全隱患,，目前，泄洪洞運(yùn)行良好,。
2 牛腿加固中的應(yīng)用
三河閘位于洪澤湖東南角,，是淮河入江水道的控制口門，設(shè)計(jì)流量12 000 m3/s,。1968 年加固時(shí)在閘身上游側(cè)增設(shè)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的檢修門起吊牛腿127 根,。牛腿挑出工作橋面0.625 m，牛腿端部截面尺寸為0.2 m×0.24 m,。由于牛腿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,，施工質(zhì)量較差,，1998 年起牛腿混凝土出現(xiàn)破損、剝落,、露筋等現(xiàn)象,。多次采用傳統(tǒng)的水泥砂漿方法進(jìn)行修補(bǔ)，但仍有上述現(xiàn)象發(fā)生,。2004 年7 月,，三河閘管理所引進(jìn)碳纖維對(duì)牛腿進(jìn)行了加固。
檢修門起吊牛腿兼有抗剪和抗彎作用,，原結(jié)構(gòu)破壞形態(tài)主要為剪切破壞,，部分為受拉筋不足破壞。根據(jù)工程實(shí)際情況,，加固時(shí)采取粘貼橫向和縱向碳纖維布相結(jié)合的方法提高牛腿的抗剪和抗彎性能,。即垂直牛腿軸向粘貼全封閉300 g/m2 碳纖維包箍，提高牛腿的抗剪性能,；在牛腿頂部沿軸向粘一層同型號(hào)碳纖維布,，起抗拉及包箍接頭壓條作用。
運(yùn)用該技術(shù)加固的三河閘檢修門,，起吊牛腿抗剪,、抗彎性能均得到很大提高，抗剪承載力從原來(lái)的43.6 kN,，提高到140.80 kN,，抗彎強(qiáng)度從原來(lái)的42.9 kN•m，提高到51 kN•m,。
3 水工隧洞加固中的應(yīng)用
水工隧洞受水流的沖刷,、磨損、氣蝕等,，隨運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),，會(huì)出現(xiàn)裂縫、滲漏,、老化等問題,，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。傳統(tǒng)的噴混凝土或掛網(wǎng)澆筑混凝土等水工隧洞加固技術(shù),，相當(dāng)于對(duì)隧洞進(jìn)行二次襯砌,，施工難度大、周期長(zhǎng),，經(jīng)濟(jì)效益差，且改變了隧洞的過流斷面,，投入使用一段時(shí)間后,，又要面臨新的加固問題,，周而復(fù)始形成惡性循環(huán)。
湖南桃花江的灌溉,、發(fā)電引水道由壩內(nèi)管道,、壓力隧洞和鋼筋混凝土壓力管道組成。鋼筋混凝土壓力管道為露天管道,，灌溉管直徑為2.4 m,，壁厚0.4 m，管長(zhǎng)11.5 m,；發(fā)電管直徑為1.75 m,，壁厚0.3 m，管長(zhǎng)5.4 m,。輸水管道運(yùn)行至今已有30多年,，鋼筋混凝土壓力管道混凝土碳化嚴(yán)重，管壁裂縫較多且漏水嚴(yán)重,。
修復(fù)加固具體做法是沿鋼筋混凝土發(fā)電管,、灌溉管的全長(zhǎng)和全斷面粘貼碳纖維布和玻璃纖維布。該工程2002 年12 月15 日開工,，于2003 年1 月25 日基本完工,。經(jīng)過一年多運(yùn)行檢驗(yàn)，加固效果良好,，工程造價(jià)比鋼板襯砌加固降低了30%~40% ,。
碳纖維材料在隧洞加固中優(yōu)點(diǎn)十分突出，主要如下：
（1）可以任意裁剪,，加固各種形狀（圓形或復(fù)雜曲面）的結(jié)構(gòu),。
（2）加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)不需要使用大型加固機(jī)具，工程效率高,，施工速度快,。
（3）耐腐蝕、抗?jié)B,、抗沖刷,。
（4）碳纖維布糙率（0.007），低于混凝土表面糙率（0.014）,，在加固段可以增大流量系數(shù),，提高管道的過流能力。
（5）可有效封閉混凝土裂縫,，從而延緩或消除裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展,。
（6）加固后不改變?cè)袛嗝娴拇笮『托螤睢?br data-filtered="filtered" />
（7）加固效果好，不需要進(jìn)行后期維修,，較為經(jīng)濟(jì),。
4 施工中需注意的問題
（1）粘帖碳纖維布時(shí),，必須驅(qū)除纖維絲內(nèi)的空氣，使碳纖維布表面平整,。當(dāng)出現(xiàn)空鼓且面積少于100 cm2 時(shí),，采用針管注漿方法填實(shí)空鼓；空鼓面積超過100 cm2 時(shí),，應(yīng)切除后重新粘貼,。
（2）碳纖維布粘貼時(shí)需搭接的，搭接長(zhǎng)度應(yīng)滿足規(guī)范要求,，一般應(yīng)不小于10 cm,。
（3）粘貼碳纖維布時(shí)一定要根據(jù)碳纖維所起作用，選擇正確的纖維方向,。
（4）碳纖維布為導(dǎo)電材料,，施工時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的有效保護(hù)措施。
（5）后續(xù)施工不得破壞已經(jīng)完成的碳纖維,，不得靠近碳纖維焊接,、烘烤。
