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碳纖維布加固與粘鋼加固，二者存在諸多相似之處，那么在實(shí)際的應(yīng)用之中，能否互相替換呢？

01粘碳布與粘鋼相似之處

從適用范圍上看，碳布與粘鋼同樣可用于受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件與受拉構(gòu)件，例如在梁底粘貼碳布或者鋼板，均可提高結(jié)構(gòu)承載力，達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。另外，從原理上來看，碳布與粘鋼都是利用結(jié)構(gòu)膠將碳布或鋼板粘貼至混凝土基材上，使加固材料與基材形成整體，共同受力。

從施工流程看，碳布與粘鋼也十分相似。兩種方法都受結(jié)構(gòu)膠影響較大，若結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量不合格，加固材料會(huì)與基材剝離，產(chǎn)生安全隱患甚至造成事故。同時(shí)兩種方法加固前均需要卸載，未進(jìn)行卸載或卸載不徹底都會(huì)產(chǎn)生二次受力，造成加固材料受力滯后。除此之外包括表面處理、施工溫度等都有高度的重合。

事實(shí)上，碳纖維布與鋼板在結(jié)構(gòu)加固中起到的作用，可以等同為增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的配筋率。因此，在一定程度上，碳纖維布加固與粘鋼加固可以相互替換。按照規(guī)范中要求的設(shè)計(jì)值，我們可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)比，規(guī)范中針對(duì)重要構(gòu)件，高強(qiáng)度I級(jí)碳布的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1600MPa，Q235鋼板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度取215MPa，也就是說，在材料寬幅相同的情況下，可以大體認(rèn)為厚度1mm碳纖維布與厚度8mm鋼板加固效果相似。

02碳布的優(yōu)勢(shì)

如果將碳纖維布抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為2000MPa（該值為針對(duì)一般構(gòu)件，高強(qiáng)度Ⅱ級(jí)碳布的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值），鋼材(Q235)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為200MPa，可按照0.1mm厚碳纖維布則可相當(dāng)于1mm厚鋼板。

此外，碳纖維輕、薄，不需要大型施工機(jī)械，運(yùn)輸儲(chǔ)存、施工簡(jiǎn)便，同樣工程量，粘貼碳纖維施工工期約是粘鋼的40%。碳纖維和鋼材相比，屬惰性材料，不銹蝕，也不易被有害介質(zhì)腐蝕，在惡劣環(huán)境下耐久性好。

碳纖維還具有較好的柔韌性，能夠包裹復(fù)雜外形的構(gòu)件，并非很光滑的鋼筋表面基本有效粘貼率也可以達(dá)到100%，粘貼鋼板一般來說有效粘貼面能達(dá)到70%-80%左右。

03粘鋼的優(yōu)勢(shì)

如果僅憑借上面的結(jié)果，就認(rèn)為碳布加固效果遠(yuǎn)高于粘鋼，那就大錯(cuò)特錯(cuò)了。強(qiáng)度等級(jí)不同的碳纖維布厚度也不相同，加固中采用的I級(jí)300g碳布也不過0.167mm。雖然碳纖維布加固中存在多層加固的情形，但最多不允許超過四層，且從第二層起加固效果就會(huì)發(fā)生折減，與5mm厚鋼板的加固效果相比還是存在差距的。

碳纖維和鋼材彈性模量基本一致，但碳纖維的抗拉強(qiáng)度是鋼材的10倍左右，所以要充分發(fā)揮加固材料的強(qiáng)度，粘貼碳纖維需要加固構(gòu)件產(chǎn)生更大的形變。也就是說，在小變形情況下，粘貼碳纖維加固應(yīng)力滯后顯著，所以當(dāng)構(gòu)件承載力相差較多時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用粘鋼加固。

碳纖維和鋼材彈性模量基本一致，達(dá)到同樣的力值，鋼材截面要大的多，所以粘鋼加固提高構(gòu)件剛度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說，若補(bǔ)充同樣的抗彎能力，粘鋼加固的撓度變化小于碳纖維加固。

鋼板上可以焊接錨筋，也可鉆孔設(shè)植筋錨固，所以粘鋼加固的錨固方式較粘碳纖維靈活。

上述對(duì)比情況是出于理想的角度，若想實(shí)際替換，則還需要進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算求證。碳布與粘鋼的替換還有很多需要考慮的事宜，二者彈性模量相近，抗拉強(qiáng)度卻相差較高，因此若要充分發(fā)揮碳纖維強(qiáng)度，就需要原有結(jié)構(gòu)能夠產(chǎn)生較大的變形。因此，當(dāng)原結(jié)構(gòu)卸載不明顯或結(jié)構(gòu)變形較小時(shí)，粘鋼加固要明顯優(yōu)于碳纖維加固。

碳布與粘鋼，適用環(huán)境也不完全相同。碳纖維布除了具有較高的強(qiáng)度之外，耐磨耐腐蝕也是其優(yōu)點(diǎn)之一。從材料自身角度看，碳纖維布不會(huì)銹蝕，對(duì)于長(zhǎng)期處于惡劣環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)，將是更好的選擇。另外，同規(guī)模的加固工程，粘鋼施工的造價(jià)，可能會(huì)達(dá)到碳布加固的2-3倍，需要引起注意。

04總結(jié)

在加固工程之中，單采用一種加固工法就將問題完全解決，少之又少。換言之，任何加固工法都會(huì)有自己的使用局限，我們就需要掌握每種加固工法的優(yōu)勢(shì)，將每種加固工法的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。加固設(shè)計(jì)、方案的改動(dòng)，要經(jīng)由專業(yè)人士設(shè)計(jì)、審核與最終確定，切莫隨意而為，忽視結(jié)構(gòu)生命安全。