在建筑工程中，由于各种原因，经常需要对已有建筑物进行维修、加固。碳纤维具有强度高、自重轻、施工方便、工期短、等优点，被广泛应用于建筑补强加固使用。现通过分析碳纤维材料性质，对加固工艺进行阐述，供工程加固时作为参考。

1　碳纤维适用范围

　　(1)碳纤维加固法可用于梁、板受弯加固，梁、柱、墙受剪加固，约束混凝土对柱抗震加固，也可用于裂缝修补及动荷载构件加固、补强及修补，广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强，特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。
　　(2)受弯加固和受剪加固时，被加固混凝土结构和构件的实际混凝土强度等级应不低于C15，采用封闭粘贴碳纤维布加固混凝土柱时，混凝土强度等级应不低于C10。
　　(3)施工环境温度宜在5~35℃范围内，相对湿度不大于70％。加固混凝土构件长期使用环境温度不应高于60℃。

2　碳纤维主要优点

　　(1)抗拉强度高，耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性能良好。碳纤维抗拉强度是普通钢材的10倍左右，弹性模量优于钢材，具有优异的抗蠕变性能、耐腐蚀性和抗震性。极适合钢筋混凝土的加固修补。
　　(2)重量轻、柔韧性好
　　碳纤维比钢材拉伸强度高、质量仅为钢的1/5，加固修复后，基本不增加原结构自重及原构件尺寸。还具有较高的韧性，可以盘卷，能以较大长度供应而无须搭接。
　　(3)施工便捷，施工质量易保证没有潮湿作业，无需大型施工器具和现场固定设施，施工占用场地少。碳纤维长度可任意剪裁，施工简单，工期短。材料不用预加工，工序方便。
　　(4)良好的耐久性和耐腐蚀性
　　耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀，无须定期维护。且对内部混凝土结构起保护作用，能达到双重加固修补之目的。

3　碳纤维工艺原理

　　碳纤维片材加固混凝土结构时，通过配套树脂类粘结材料将碳纤维片材粘贴于结构表面，使碳纤维片材与原有混凝土结构共同受力，增大了结构抗拉或抗剪能力，并能有效地提高结构的强度，延性及抗裂性，控制裂缝和挠度的继续发展。

4　工艺流程及操作要点

4.1　工艺流程
　　基面处理→刷抹漆底胶→粘贴面修补→粘贴碳纤维→表面养护。
4.2　混凝土基底处理
　　(1)将混凝土构件表面疏散、蜂窝、腐蚀、强度低劣化混凝土凿掉，露出密实的结构层，并用不低于原混凝土强度等级水泥砂浆或环氧砂浆将表面修补平整。
　　(2)被粘贴混凝土表面要磨平，构件转角应成圆弧状，半径不小于20mm 。
　　(3)缝宽小于0.20mm的裂缝，用环氧树脂进行表面涂抹密闭；大于或等于0.20mm的裂缝用环氧树脂灌缝。
　　(4)用钢丝刷刷去表面的松散浮渣。用压缩空气除去表面粉尘。用丙酮或无水酒精擦拭表面，也可用清水冲洗，但必须待其充分干燥后再进行下道工序
4.3　涂底层树脂
　　(1)按比例将粘结树脂的主剂和硬化剂放入容器内，用低速旋转的方法搅拌均匀，一次调合量应在可使用时间内用完，超过可使用时间绝对不能用。
　　(2)用滚筒或刷子均匀涂抹，胶的粘度较高，不能涂得太厚(含有溶剂的毛刷或用溶剂弄湿了的滚筒不得使用)。
　　(3)底层涂料固化后，在构件表面有凝结凸起时，要用砂纸磨光。磨光后若露出混凝土基面，应再补涂底层涂料。
　　(4)待粘结树脂指触干燥后(一般为3h到1 d)，进入第二道工序。
4.4　构件表面的残缺修丰
　　(1)对粘贴面的凹入部位，用环氧腻子(或找平胶)修补至表面平整。平整度应达到5mm／m。
　　(2)环氧腻子涂刮后，表面仍存在的凹凸糙纹和棱角，应再用砂纸打磨平整。
　　(3)待环氧腻子(或找平胶)指触干燥后，进入下一道工序。
4.5　粘贴碳纤维片
　　(1)按设计尺寸裁剪碳纤维，且严禁折叠；若碳纤维原件已有折痕，应裁去有拆痕一段织物，搭接长度不得低于100mm。
　　(2)将配制好的浸渍、粘结专用树脂粘剂均匀涂抹于粘贴部位的混凝土表面。
　　(3)将裁剪好的纤维织物按照放线位置敷在涂好树脂粘剂的混凝土表面，织物应充分展平，不得有皱褶。
　　(4)采用滚筒沿纤维方向多次滚压，使胶液充分浸渍纤维织物，并使织物的铺层均匀压实，无气泡发生。
　　(5)碳纤维粘贴后，为保证树脂的充分渗浸，应至少放置30min以上，此期间若发生浮起、错位等现象，需进行处理。
　　(6)多层粘贴纤维织物时，应在纤维织物表面所浸渍的胶液达到指干状态时立即粘贴下一层。若延误时间超过1h，则应等待12h后，方可重复上述步骤继续进行粘贴，但粘贴前应重新将织物粘合面上的灰尘擦拭干净。
　　(7)后一层纤维织物粘贴完毕，尚应在其表面均匀涂刷一道浸渍、粘结树腊。并甩粗沙以利于做面层粘结。
　　(8)进行空鼓检查，并进行处理方法如下：
　　① 当空鼓面积<10000mm²时注入粘结树脂法。在碳纤维上打开2个
　　以上的孔，使用注射器注入粘结树脂(或低粘度型树脂)。
　　② 当空鼓面积>10000mm²时割刀切人填充树脂修补法。沿纤维方向切入2～3刀，用橡胶刮板。毛刷沾上适量粘结树脂，填进割开的缝内。
　　③补丁补修法。当贴片完全固化后，无法用割刀切开或注入树脂，或纤维片表面出现沼皱或松弛时，应采用此方法沿空鼓边沿，将空鼓部分的碳纤维割除，以每边向外缘扩展100mm大小之同样碳纤维材料，用同样粘结剂，补贴在原处。
　　(9)粘结质量必须保证其有效粘贴面积大于95％及有关规定。
4.6　表面养护固化
　　(1)粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并应保证固化期间不受干扰。
　　(2)碳纤维片粘贴后达到设计强度所需自然养护的时间：平均气温在10℃以下时，需要2周；平均气温在10℃以上20℃以下时，需要1～2周；平均气温高于20℃时，需要1周。在此期间应防止贴片部分受到硬性冲击。

5　安全注意事项

　　(1)碳纤维为导电材料，施工时应使其远离电气设备，或采取可靠保护措施。
　　(2)各种粘结剂应在其说明书规定的环境温度中密封储存，并远离火源，且避免目光直射。
　　(3)粘结剂的配制应在室内进行，其操作环境及施工现场均应保持良好通风。
　　(4)施工人员应带防护面罩、手套和工作服。
　　(5)各种粘结剂材料不得沾染生活水源。废弃物不得倒入下水道，应按环保要求集中处理。