碳纖維布是怎樣起到結構加固作用的？
碳纖維復合材料在土木建築中的應用：纖維增強塑料（FRP）是土木工程應用的熱點，而碳纖維（CFRP）以其良好的物理力學性能，應用最廣泛、成熟。纖維增強塑料包括碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維等，這些復合材料壹般具有耐腐蝕、耐紫外線、輕質、高強和非磁性等特點，作為工程材料在80 年代初其物理力學性能有了突破性的改善和提高。碳纖維材料由於性能優於其他復合材料而脫穎而出。CFRP最初應用局限於航天、軍事和船舶工程，後來範圍逐步擴大到土木工程領域，加固修復混凝土結構是自80年代末至90年代初在初在歐美和日本等發達國家興起的壹項新技術，目前這項技術已成為土木工程領域研究的熱點。除此之外，CFRP作為壹種新的增強構件和結構體系正在研究和應用。
1、 碳纖維的特點及力學性能
碳纖維是具有優越的物理力學性能的新材料，也是目前性能最好，用途最多的增強纖維。在土木工程結構補強中，使用較多的碳纖維增強塑料是碳纖維片材。目前，在我國應用最多的是日本生產的碳纖維片。這種碳纖維片有單向片、單向預浸片、單向織布、雙向織布等。CFRP增強塑料是指預浸料碳纖維（CF），其性能指標包括在物理力學性能方面要求其抗拉強、彈性模量、延伸率等，在施工性和使用耐久性方面主要要求其密度、浸透性、均勻度、耐腐蝕性等指標要求。碳纖維增強塑料的強度是普通建築鋼材的十幾倍，彈性模量與建築鋼材在同壹水平上並略高，最大可達鋼材的兩倍左右，壹層碳纖維板的補強效果相當於4-8層碳素纖維布，能取得良好的補強效果,具有良好的耐久性和耐腐蝕性。
2、 碳纖維的加固應用實例
到目前為止，碳纖維片材在混凝土結構受彎構件的受彎加固、受剪加固和柱的抗震加固中研究和應用最多，相應計算理論也較為成熟。在受彎加固時，應使碳纖維的纖維方向與受拉區的拉應力方向壹致，在受剪加固時，應使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應力方向壹致，但為了施工方便，可采用纖維方向與構件縱軸垂直的方法進行加固，抗震加固時，應使碳纖維布封閉纏繞在柱上，可以較好地提高抗震性能，除此以外，碳纖維也可沿構件軸向粘貼用於受拉構件的加固、沿環向粘貼用於軸心受壓構件的加固，在受彎加固時，也可采用對碳纖維施加預應力的方法以提高加固效果，碳纖維也可用於剪力墻，以及殼體、筒倉、煙囪等特種結構的加固，這些加固方法經研究表明是有效的。
3、碳纖維在土木工程中的應用現狀
將短切碳纖維加入新混凝土中，制成碳纖維混凝土用於新結構已有壹定的工程應用；將碳纖維長絲制成棒材，在新混凝土中代替鋼筋用於新建結構，主要用於海洋工程結構及需電磁波透過的工程結構；將碳纖維加工成束狀或繩狀，用於大型土木工程的拉索或懸索結構，該方面應用在錨具連接上尚未能很好地解決，仍有壹定的應用；在新建結構中與混凝土壹起做成預制混凝土板或大跨梁、架等，具有強度高，質量輕和耐腐蝕及耐久性等優點，已有部分工程應用；應用於各種公路路面工程中，可以極大地提高公路的質量及耐久性，已有較多的工程實例；將碳纖維做成布織物或織物，用於結構加固修補，有大量的工程應用，其技術已基本成熟。
4、 國內應用現狀
碳纖維加固修補混凝土結構技術在我國起步較晚，但最近幾年系統地對碳纖維用於加固修補混凝土結構技術的研究也呈現不斷發展的趨勢，最初僅有國家工業建築診斷與工程技術研究中心壹個單位，相繼有清華大學、同濟大學、天津大學、東南大學、大連理工大學等十余家高等學校和科研設計單位嘗試地進行過國產和進口碳纖維織物加固混凝土構件主要包括板、梁、柱等的模型實驗、加固施工工藝及加固性能評價等方面的研究，已經取得了實質性成果，並在工業與民用建築、橋梁與隧道以及公路工程中得到具體的應用，收到了良好的效果，現在部分單位著手從事纖維增強材料加固混凝土結構規範的研究。該課題已列入建設部研究開發課題及國家科技部“九五”重點攻關課題。目前這項工作還處於剛剛起步階段。自1997年5月，國家工程中心已制作了壹些試件，分為20余個工況，取得了構件抗彎、抗剪和抗壓等壹些有價值的實驗數據，進行了多項工程的試點與推廣。相信碳纖維增強材料在國內將有廣闊的發展前景
目前國內的PAN基碳纖維強度壹般在2000～3000Mpa 之間，彈性模量在2.1x105Mpa左右，其性能基本滿足加固要求，碳纖維加固修復混凝土結構技術研究開發成功後，將會給土木建築領域加固改造技術帶來重大變革，采用碳纖維加固修復混凝土結構技術將比以往從傳統的技術更優越、更有效率和更方便經濟，可以解決傳統的加固方法不能解決的技術問題，具有重大的經濟和社會效益。碳纖維加固修復混凝土結構技術研究開發成功，將為碳纖維材料及其它高性能纖維材料應用於建築業打下深厚的基礎. 鑫澤熙建設加固有限公司