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碳纤维裂缝加固：18621743686 杨经理

提要：按质量强度比，碳纤维是迄今为止我们所能生产的最好的材料，其强度比钢高得多而体积很小。碳纤维织物是一种很好的消除弯曲和开裂的方法，几乎适用于各种情况包括混凝土砌块墙。

　　按质量强度比，碳纤维是迄今为止我们所能生产的最好的材料，其强度比钢高得多而体积很小。碳纤维正在改变着许多行业，防水行业就是其中之一。

　　由于碳纤维神奇的性能，使基础的修复变得更容易、更经济和更有效。碳纤维产品有条状、U形和片状等多种，用户可根据实际情况选择适合的产品。

　　什么是碳纤维

　　确切地说，如今市场上大多数的碳纤维基本上是“经过加工的人造纤维”。

　　将聚丙烯腈细丝置于500 ℃烤箱内烘烤，脱去氢，使碳原子排成链状，然后将温度升高至1 200 ℃，接近钢的熔点，在此温度下，其中的杂质(大部分是氮)被滤出，剩下的几乎是纯的碳元素。其高强度的原因是在最后的热处理过程中，碳原子以非常强大的力结合在一起，形成一系列像蜂窝或细铁丝网那样的六角体。留在烤箱中的微纤维直径约5 μm (人头发的平均直径约50 μm)。将这些微纤维纺成线，编成织物或置于各种基础修补材料中。

　　优点

　　碳纤维是已知的具有最高抗拉强度的材料之一。即使在难以置信的高张力作用下，碳纤维也不会伸长或断裂，这一特性在地下结构混凝土修补中非常有用。不论采用何种形式的产品，碳纤维能使地下室墙体不弯曲、不膨胀开裂。

　　常用于基础修补的工字梁可以抵御136~181 kN的拉力，防止墙体弯曲，而10 cm宽的碳纤维条可承受8至10倍这样的压力，其厚度只有3．2 mm。

　　对于业主来说，用碳纤维修补房屋裂缝施工方便快捷，而且不占用空间，使房屋有更多的使用空间和增大再出售的机会。还有一个好处，修补完成后几乎不留痕迹。

　　对于承包商来说，这种方法不再需要风镐或反铲，也不需要有人拉混凝土料斗。多数情况下施工只要1~2人，不到1 d就能完成。

　　一位熟悉碳纤维的地下室修补专家将碳纤维产品和钢梁作了粗略的比较。在美国，整套碳纤维的费用为140美元，而采用钢梁的费用为122.5美元。他说，如果把增加的劳动力、设备、运输费用，卡车正常使用的磨损、钢梁运入地下室对墙体的损坏等因素考虑在内，钢梁方案并不节省。

　　一位碳纤维修补产品经销商也认为，单从材料价格看，碳纤维比钢梁要稍贵些，但如果把劳动力、工具以及施工时间等考虑进去，你会发现这样的价格是可以接受的。

　　碳纤维的另一个优点是经久耐用。即使在室外严酷的气候条件下，其性能也不下降、不腐蚀、不变形(钢断裂时伸长约6%，而碳纤维不到1%)。

　　碳纤维可以用来稳定任何一种清洁干燥的基层，如混凝土砌块、现浇混凝土甚至砖和黏土瓦。

　　缺点

　　尽管碳纤维具有难以置信的超强抗拉强度，但却几乎没有抗压强度或抗剪强度。带状和U型的单向产品很容易断裂，除非采取措施确保其始终处于受拉状态，例如用环氧树脂或砂浆来填补裂缝，而不用聚氨酯泡沫，因为太软不能防止变形。

　　碳纤维的另一个弱点是需要嵌凸缝，这一点是承包商必须注意的。如果墙体在冬季有2.5 cm的扰度，修补时承包商又不注意嵌凸缝，到来年春天墙体会反弹回来，U形碳纤维就会脱开或脱落。

　　碳纤维不能解决结构失效的问题。任何沉降问题必须在进行碳纤维处理前解决，不能指望用碳纤维来矫直墙体、承受剪力或阻止沉降。根据经验如果墙体弯曲已经超过5.1 cm，碳纤维就不适用了。

　　施工

　　碳纤维的使用很像玻璃纤维。首先确定什么地方要补强，然后在墙上将部位标出。用环氧树脂修补裂缝时，每隔30~60 cm应有一个碳纤维条。

　　接着，在要使用碳纤维的部位将任何涂料、脏物或其他杂物打磨掉。许多制造商建议用环氧树脂填充裂缝和砂浆缝，以减少和消除墙体的位移而且使表面较为平滑、有最佳的粘结性。

　　当露出集料、表面磨平和裂缝填补后，在墙体上和碳纤维产品的背面刷环氧树脂，仔细地将碳纤维产品与墙粘结。碳纤维材料必须完全浸在环氧中。有少数制造商要求施工第二道环氧树脂，以确保粘结。但无论如何，环氧底涂是必须的。

　　地下室修补

　　在美国至少有6家公司制造专门用于地下室修补的碳纤维产品，包括用于弯曲墙体的条、修补裂缝的U形钉、包柱子用的薄片、替代钢的预固化板以及用于四角和接缝的专门产品。

　　碳纤维条

　　也许最著名的碳纤维修补产品要数碳纤维增强条(Reinforcer)了。混凝土砌块墙最糟糕的问题是会发生弓形弯曲，而采用碳纤维增强条稳定墙体比任何其他方法都见效快。

　　这种条状产品约宽10 cm，使用时固定在墙面，从靠近地面的地方一直至顶棚，在整个长度上支撑墙面，使墙体稳定。如果采用钢梁方案，钢梁只是与弓形墙体的中间部分接触。

　　用于地下室基础墙时，碳纤维增强条还能进一步抵消墙外压力，使墙的内表面不受拉；墙体不受拉，墙就不会弯曲。

　　还有一种类似的产品，碳纤维封装在热固性树脂里，制造过程中在压力状态下固化。墙体打底后，用起来就像自粘产品，宽度有5 cm、10 cm、15 cm 几种。

　　这种条状产品一个可能的问题是会将土压力转移到基础墙的底部和顶部，有可能引起外加的损坏。为了解决这个问题，用螺丝将铝或镀锌的固定条固定至闽板上，下面用环氧将带状织物粘在墙上。也有使用碳纤维柱状钉将碳纤维增强条固定在墙基上的。

　　碳纤维薄片

　　单向碳纤维条在遇到垂直荷载时就不能发挥作用，为此需要能双向承受荷载的片状产品。

　　有一种碳纤维织物，尺寸为61 cm×152 cm，可以水平、垂直甚至对角方向使用，以确保与裂缝垂直，使碳纤维的高抗拉强度充分发挥作用。

　　碳纤维织物是一种很好的消除弯曲和开裂的方法，几乎适用于各种情况包括混凝土砌块墙。

　　施工方法与条状产品类似。由于纤维必须完全浸透树脂，大多数此类产品在粘至墙上后还要施加第2遍环氧树脂。

　　这种产品还能解决条状产品不能解决的问题。例如产品比较柔软，能很好地适应形状不规则的结构，如圆或方柱。此外，用于桥梁和立交桥的桩和梁上，比传统的修补方法经济，因为既不需要风镐，也不用封闭道路。

　　碳纤维U形钉

　　对于现浇混凝土墙，这种U形碳纤维钉非常有效。通常，现浇混凝土墙上的裂缝修补采用低压环氧注射技术，用环氧树脂将开裂的混凝土粘结在一起。问题是如果有位移，裂缝可能再次在混凝土和环氧树脂的粘结处产生，使用碳纤维钉就可以解决这个问题。有制造商称，使用这种产品对整个裂缝修补的费用增加不多，而且施工简便，只要在垂直裂缝走向的两边做一排孔，在注射环氧树脂时将钉固定住。

　　问题是如果墙体稍有位移，在靠近粘结缝、但没有U形钉的地方可能会发生裂缝。好在对于住宅业主来说，裂缝不是在原来的地方，可以认为是新问题。

　　结语

　　用碳纤维产品进行裂缝修补性价比高，与传统做法相比，不用设备、无需开挖、没有混凝土和钢梁等。

　　从美观的角度而言，用碳纤维修补后，完全不影响表面的装饰。