碳纖維增強(qiáng)水泥：混凝土、水泥灰漿、水泥砂漿系列材料價(jià)格低廉，耐火、耐熱、耐蝕性能優(yōu)良，壓縮強(qiáng)度也高，因此在土木建筑、海洋工程方面被大量使用。碳纖維增強(qiáng)水泥復(fù)合材料，在承受負(fù)荷時(shí)表面不再產(chǎn)生肉眼可見(jiàn)的龜裂，其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度、彎曲韌性比不增強(qiáng)的高幾倍到十幾倍。其耐沖擊性也得到改善。

　　由它制成的構(gòu)件尺寸穩(wěn)定，同時(shí)還具有防靜電性、耐磨耗、耐腐蝕等性能，因而這些技術(shù)近年來(lái)得到較快發(fā)展。國(guó)外用碳纖維增強(qiáng)水泥的典型例子是：伊拉克巴格達(dá)建成的AL-Shaheecl紀(jì)念碑，在此大型建筑結(jié)構(gòu)上全面使用了碳纖維增強(qiáng)水泥;日本東京的37層的ARK事務(wù)所大樓外墻裝修的幕墻，由碳纖維增強(qiáng)水泥灰漿制造。此后日本又陸續(xù)在大型建筑物上應(yīng)用，并應(yīng)用到橋梁建設(shè)中。

　　當(dāng)前工程結(jié)構(gòu)加固主要是應(yīng)用碳纖片材。碳纖片材：有板狀和布狀編物兩種，碳纖布更能適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)外形的需要。碳纖布性能優(yōu)劣除強(qiáng)度指標(biāo)外，很重要的一點(diǎn)是對(duì)粘結(jié)劑的滲透性，和對(duì)粘結(jié)劑的消泡性能，這主要取決于碳纖布的編織技術(shù)，有些片材未經(jīng)編織或無(wú)間隙，均會(huì)影響粘貼效果。主要的使用方法是將浸透了樹(shù)脂膠的碳纖維布貼合到鋼筋混凝土的受拉部位，如橋板的底面、梁體或橋墩的表面，并使其與混凝土結(jié)合成為一體，從而達(dá)到加固結(jié)構(gòu)的目的。本方法還被廣泛地用于隧道襯砌、建筑物的梁、柱等混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)工程。國(guó)內(nèi)工程界已注意到此新興的領(lǐng)域，各高等院校競(jìng)相投入在量人力和資金，成立課題組進(jìn)行專(zhuān)題研究，相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范正在審批中。近年國(guó)內(nèi)許多加固工程已相繼采用碳纖布進(jìn)行加固，遍及建筑結(jié)構(gòu)和鐵路、公路橋梁，如廣州古建筑六榕塔、廣州市某立交簡(jiǎn)支梁橋、某高架路預(yù)應(yīng)力箱梁、某高架路墩柱、�？谑腥嗣駱虻�;碳纖布加固突出的優(yōu)點(diǎn)是加固后基本上不改變結(jié)構(gòu)的外形，稍作處理則類(lèi)似裝修，在某五星級(jí)賓館的梁板加固中被優(yōu)先采用;但總的來(lái)說(shuō)碳纖加固技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)仍處于起步階段，據(jù)有關(guān)報(bào)道，去年廣州全年碳纖布用量?jī)H為數(shù)千平米，相對(duì)于大量有待維修加固的橋梁和建筑物這是一個(gè)十分小的數(shù)字，應(yīng)用前景應(yīng)是很廣闊的。

　　碳纖棒材：代替鋼筋用于特種建筑結(jié)構(gòu)，還在研究階段。

　　1.碳纖維布主要性能碳纖維布的品質(zhì)規(guī)格：

　　2.碳纖樹(shù)脂粘結(jié)劑：

　　一般采用環(huán)氧樹(shù)脂基的高分子樹(shù)脂，要求其物理力學(xué)性質(zhì)優(yōu)異，具有適宜的粘度、高粘結(jié)強(qiáng)度、高韌性，滲透性強(qiáng)。

　　3.粘結(jié)樹(shù)脂系列：

　　包括底膠(primer)、樹(shù)脂膩?zhàn)?putty)，底膠要求滲透力強(qiáng)，提高混凝土的表面強(qiáng)度，促使粘結(jié)劑與混凝土的有效連接;樹(shù)脂膩?zhàn)拥淖饔檬切迯?fù)不平的粘結(jié)面，使碳纖保持與粘貼面的全接觸。

　　4.主要施工工藝：

　　(1)表面處理：除掉混凝土表面強(qiáng)度較弱的風(fēng)化層、污物、脫模劑層、浮漿;

　　(2)截面修復(fù)(處理不平整處)：打磨混凝土表面不平滑的凹凸面，整平，消除階梯狀部分的落差;棱角打磨圓滑，半徑不小于20mm;

　　(3)涂布底膠：

　　(4)整平貼合面：用樹(shù)脂膩?zhàn)?PUTTY)刮抹在不平整的混凝土表面，以消除所有縫隙和不平之處;

　　(5)貼合碳纖維布：將粘結(jié)劑涂刷在選定的區(qū)域，均勻攤鋪，將成卷的碳纖維布鋪到上面，邊用脫泡輥?zhàn)友乩w維方向碾壓。在整段碳纖維布完全貼合到混凝土表面之后，再用消泡輥?zhàn)臃磸?fù)碾壓，以除去纖維絲之間的空氣，使粘結(jié)劑包裹纖維絲，達(dá)到將纖維浸漬在膠里的目的。然后再涂一層粘結(jié)劑。

5.設(shè)計(jì)：

　　5.1適用范圍：

　　(1)鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎加固;

　　(2)鋼筋混凝土梁柱構(gòu)件的抗剪加固;

　　(3)混凝土柱的抗震加固;

　　(4)砌體的抗震加固;

　　5.2一般原則：

　　(1)設(shè)計(jì)時(shí)將碳纖維布按強(qiáng)度換算成鋼筋量，按照與鋼筋混凝土構(gòu)件抗彎計(jì)算同樣地方法進(jìn)行計(jì)算。合成地截面共同抵抗設(shè)計(jì) 外力造成的動(dòng)載荷及增加的靜載荷;

　　(2)計(jì)算理論采用極限狀態(tài)法進(jìn)行承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的計(jì)算;

　　(3)碳纖維沿鋼筋混凝土構(gòu)件強(qiáng)度不足的主筋方向配置;

　　(4)抗剪加固時(shí)可采用封閉式、U形或側(cè)面粘貼;纖維方向與軸線方向宜相垂直;

　　5.3抗彎構(gòu)件極限承載力計(jì)算的基本假定

　　(1)受拉區(qū)混凝土的作用忽略不計(jì)

　　(2)梁受彎后，混凝土、鋼筋、及碳纖應(yīng)變符合平截面假定;

　　(3)碳纖維材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系：σf=Efεf 6.

　　構(gòu)造一般建議：

　　(1)碳纖維應(yīng)貼于梁的受拉區(qū)的下緣，如需要貼于梁側(cè)面時(shí)，宜限于1/4梁高的范圍，對(duì)側(cè)面的碳纖面積應(yīng)乘以折減系數(shù);

　　(2)碳纖維粘貼層數(shù)不宜超過(guò)五層;對(duì)多層碳纖應(yīng)考慮共同工作系數(shù)的折減，碳纖層數(shù)過(guò)多將導(dǎo)至混凝土結(jié)構(gòu)的脆性破壞;

　　(3)碳纖維的分條粘貼加固的效果優(yōu)于整幅粘貼;

　　(4)碳纖維粘貼應(yīng)有可靠的錨固，錨固長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)計(jì)算決定，必要時(shí)可另加錨固設(shè)施;

　　(5)一般來(lái)說(shuō)，在橋板上的加固，需要粘貼至梁腋處;

　　(6)纖維布互相銜接(接長(zhǎng))的部位采取重疊結(jié)構(gòu)，重疊部分長(zhǎng)度為不小于10厘米。