在建筑工程中，由于各種原因，經常需要對已有建筑物進行維修、加固。碳纖維具有強度高、自重輕、施工方便、工期短、等優點，被廣泛應用于建筑補強加固使用。現通過分析碳纖維材料性質，對加固工藝進行闡述，供工程加固時作為參考。

1　碳纖維適用范圍

　　(1)碳纖維加固法可用于梁、板受彎加固，梁、柱、墻受剪加固，約束混凝土對柱抗震加固，也可用于裂縫修補及動荷載構件加固、補強及修補，廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強，特別適合于曲面及節點等復雜形式的結構加固。
　　(2)受彎加固和受剪加固時，被加固混凝土結構和構件的實際混凝土強度等級應不低于C15，采用封閉粘貼碳纖維布加固混凝土柱時，混凝土強度等級應不低于C10。
　　(3)施工環境溫度宜在5~35℃范圍內，相對濕度不大于70％。加固混凝土構件長期使用環境溫度不應高于60℃。

2　碳纖維主要優點

　　(1)抗拉強度高，耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性能良好。碳纖維抗拉強度是普通鋼材的10倍左右，彈性模量優于鋼材，具有優異的抗蠕變性能、耐腐蝕性和抗震性。極適合鋼筋混凝土的加固修補。
　　(2)重量輕、柔韌性好
　　碳纖維比鋼材拉伸強度高、質量僅為鋼的1/5，加固修復后，基本不增加原結構自重及原構件尺寸。還具有較高的韌性，可以盤卷，能以較大長度供應而無須搭接。
　　(3)施工便捷，施工質量易保證沒有潮濕作業，無需大型施工器具和現場固定設施，施工占用場地少。碳纖維長度可任意剪裁，施工簡單，工期短。材料不用預加工，工序方便。
　　(4)良好的耐久性和耐腐蝕性
　　耐酸、堿、鹽及大氣環境的腐蝕，無須定期維護。且對內部混凝土結構起保護作用，能達到雙重加固修補之目的。

3　碳纖維工藝原理

　　碳纖維片材加固混凝土結構時，通過配套樹脂類粘結材料將碳纖維片材粘貼于結構表面，使碳纖維片材與原有混凝土結構共同受力，增大了結構抗拉或抗剪能力，并能有效地提高結構的強度，延性及抗裂性，控制裂縫和撓度的繼續發展。

4　工藝流程及操作要點

4.1　工藝流程
　　基面處理→刷抹漆底膠→粘貼面修補→粘貼碳纖維→表面養護。
4.2　混凝土基底處理
　　(1)將混凝土構件表面疏散、蜂窩、腐蝕、強度低劣化混凝土鑿掉，露出密實的結構層，并用不低于原混凝土強度等級水泥砂漿或環氧砂漿將表面修補平整。
　　(2)被粘貼混凝土表面要磨平，構件轉角應成圓弧狀，半徑不小于20mm 。
　　(3)縫寬小于0.20mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面涂抹密閉；大于或等于0.20mm的裂縫用環氧樹脂灌縫。
　　(4)用鋼絲刷刷去表面的松散浮渣。用壓縮空氣除去表面粉塵。用丙酮或無水酒精擦拭表面，也可用清水沖洗，但必須待其充分干燥后再進行下道工序
4.3　涂底層樹脂
　　(1)按比例將粘結樹脂的主劑和硬化劑放入容器內，用低速旋轉的方法攪拌均勻，一次調合量應在可使用時間內用完，超過可使用時間絕對不能用。
　　(2)用滾筒或刷子均勻涂抹，膠的粘度較高，不能涂得太厚(含有溶劑的毛刷或用溶劑弄濕了的滾筒不得使用)。
　　(3)底層涂料固化后，在構件表面有凝結凸起時，要用砂紙磨光。磨光后若露出混凝土基面，應再補涂底層涂料。
　　(4)待粘結樹脂指觸干燥后(一般為3h到1 d)，進入第二道工序。
4.4　構件表面的殘缺修豐
　　(1)對粘貼面的凹入部位，用環氧膩子(或找平膠)修補至表面平整。平整度應達到5mm／m。
　　(2)環氧膩子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙紋和棱角，應再用砂紙打磨平整。
　　(3)待環氧膩子(或找平膠)指觸干燥后，進入下一道工序。
4.5　粘貼碳纖維片
　　(1)按設計尺寸裁剪碳纖維，且嚴禁折疊；若碳纖維原件已有折痕，應裁去有拆痕一段織物，搭接長度不得低于100mm。
　　(2)將配制好的浸漬、粘結專用樹脂粘劑均勻涂抹于粘貼部位的混凝土表面。
　　(3)將裁剪好的纖維織物按照放線位置敷在涂好樹脂粘劑的混凝土表面，織物應充分展平，不得有皺褶。
　　(4)采用滾筒沿纖維方向多次滾壓，使膠液充分浸漬纖維織物，并使織物的鋪層均勻壓實，無氣泡發生。
　　(5)碳纖維粘貼后，為保證樹脂的充分滲浸，應至少放置30min以上，此期間若發生浮起、錯位等現象，需進行處理。
　　(6)多層粘貼纖維織物時，應在纖維織物表面所浸漬的膠液達到指干狀態時立即粘貼下一層。若延誤時間超過1h，則應等待12h后，方可重復上述步驟繼續進行粘貼，但粘貼前應重新將織物粘合面上的灰塵擦拭干凈。
　　(7)后一層纖維織物粘貼完畢，尚應在其表面均勻涂刷一道浸漬、粘結樹臘。并甩粗沙以利于做面層粘結。
　　(8)進行空鼓檢查，并進行處理方法如下：
　?、?當空鼓面積<10000mm²時注入粘結樹脂法。在碳纖維上打開2個
　　以上的孔，使用注射器注入粘結樹脂(或低粘度型樹脂)。
　　② 當空鼓面積>10000mm²時割刀切人填充樹脂修補法。沿纖維方向切入2～3刀，用橡膠刮板。毛刷沾上適量粘結樹脂，填進割開的縫內。
　?、垩a丁補修法。當貼片完全固化后，無法用割刀切開或注入樹脂，或纖維片表面出現沼皺或松弛時，應采用此方法沿空鼓邊沿，將空鼓部分的碳纖維割除，以每邊向外緣擴展100mm大小之同樣碳纖維材料，用同樣粘結劑，補貼在原處。
　　(9)粘結質量必須保證其有效粘貼面積大于95％及有關規定。
4.6　表面養護固化
　　(1)粘貼碳纖維片后，需自然養護24h達到初期固化，并應保證固化期間不受干擾。
　　(2)碳纖維片粘貼后達到設計強度所需自然養護的時間：平均氣溫在10℃以下時，需要2周；平均氣溫在10℃以上20℃以下時，需要1～2周；平均氣溫高于20℃時，需要1周。在此期間應防止貼片部分受到硬性沖擊。

5　安全注意事項

　　(1)碳纖維為導電材料，施工時應使其遠離電氣設備，或采取可靠保護措施。
　　(2)各種粘結劑應在其說明書規定的環境溫度中密封儲存，并遠離火源，且避免目光直射。
　　(3)粘結劑的配制應在室內進行，其操作環境及施工現場均應保持良好通風。
　　(4)施工人員應帶防護面罩、手套和工作服。
　　(5)各種粘結劑材料不得沾染生活水源。廢棄物不得倒入下水道，應按環保要求集中處理。