碳纤维

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碳纤维范文第1篇

关键词 危旧桥梁；维修；加固

中图分类号U445 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）91-0103-02

公路桥梁是跨越沟壑、河流、道路、铁路暴露在大自然中的构造物，由于受到环境影响，使大气中的有害物质及易腐蚀的物质侵蚀混凝土构件。又因近几年工业的发展，车辆急剧增重，且排放高腐蚀废气，再加上乱采砂石，使桥梁耐久能力受到更严苛的挑战。造成部分桥梁荷载降低，技术状况下降，使用寿命减弱。旧桥维修加固，提高承载能力，确保桥梁的安全运营是目前和今后面临的任务。本文论述了我段目前桥梁存在的问题和采取的加固措施。

1 碳纤维布加固概述

碳纤维材料用于旧桥加固修补在我国技术起步比较晚。但随着我国交通事业的发展，现有桥梁中有相当一部分由于当时车辆载重小、设计荷载标准低等原因，难以满足当前规范使用的需求，碳纤维加固修补结构技术作为一种新型的结构加固技术快速发展起来。碳纤维布它具有高强度、重量轻、高耐久性（防锈性）等特性，粘贴在即有的混凝土构造物的梁、柱、梁板等受弯曲受拉面的表面，提高补修构造物的强度、耐力，改善构造物的耐震性能和耐久性能。

2 施工工艺和方法

2.1主要材料及其性能

2.1.1碳纤维布

粘贴单层碳纤维布的单位面积碳纤维质量一般为了200g/m2～300 g/m2，不宜低于150g/m2，且不宜高于450g/m2。

2.1.2粘结材料

粘贴用底胶和粘浸胶是粘贴碳纤维布的专用胶，它是一种双组份、100%固含量、高强度、不流淌、触变型粘合剂。

2.2 主要施工工序

施工准备放设施工线 灌缝处理 刷抹漆底胶粘贴碳纤维布 表面养护涂刷碳纤维专用胶。

2.2.1灌缝

灌缝是用一种相对流动好、灌入深、凝结时间短、粘接好的专用胶对混凝土构件进行填充，从而加强混凝土强度的一种施工工艺。它的作用是对混凝土构件裂缝进行补强，对混凝土的内部进行加固，它可以防止混凝土构件内部钢筋的锈蚀及氧化。可以广泛应用在桥涵的加固处理中。

1）施工准备（原材料封缝胶、灌缝胶的配制，灌缝胶采用成品进口胶，分主剂与固化剂，重量比4：1掺配）；

2）清理及化学清洗（沿缝宽每侧2cm～4cm、剔除粉刷层及其他面层，用丙酮清洗）；

3）埋设注胶设备（专用注胶嘴）；

4）封堵裂缝（用配制好的封缝胶对裂缝进行封堵）；

5）注胶（专用注胶器注入灌缝胶）；

6）养护；

7）除去注胶嘴等。

2.2.2刷抹漆底胶

1）施工准备（准备好将使用的材料及机具，漆底胶采用成品进口胶，分主剂与硬化剂，重量比2：1掺配）；

2）表面处理。清除被加固混凝土构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土。将混凝土表面处理干净，并使表面保持绝对干燥；

3）找平处理。采用专用碳纤维找平胶对混凝土表面凹陷部位填补平整，并在找平材料表面指触干燥后尽快进行下一道工序；

4）涂刷碳纤维底胶。采用特制滚筒刷将面胶均匀涂抹于所要粘贴部位。

2.2.3粘贴碳纤维布

1）按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布；

2）粘贴碳纤维布时间控制在涂刷面胶2h～3h后进行；

3）粘贴碳纤维布时，使用器具沿着纤维方向在碳纤维片上多次滚压，挤除气泡，以确保浸渍胶均匀地充分渗浸入碳纤维片的碳纤维束中。在滚压时注意不可损伤碳纤维布；

4）涂刷碳纤维面胶

待碳纤维布粘贴完大约1h左右后在碳纤维布的表面均匀涂抹一层面胶。

3优点与缺点

3.1优点

1）施工简便迅速，无需模板、夹具、支撑等；

2）不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m.～300g/m，设计厚度0.1l1mm～0.167mm，加上环氧树脂的重量也很轻，对结构自重影响可忽略不计；

3）能适应各种结构外形的补强；

4）可以多层粘贴。可根据设计要求，在一个部位重叠粘贴；

5）具有良好的耐腐蚀性，寿命较长，可以在不利环境下使用，并便于养护。

3.2缺点

其会影响到受弯构件的破坏形态及其延性，而且目前的材料价格仍然偏高，应在考虑各项综合因素以后，慎重选用。

4 碳纤维加固工程实例

我段管养的G312 K3319+825柳星桥2、K3374+321红柳河中桥等桥梁经过碳纤维布加固后，钢筋砼梁的极限荷载及抗弯刚度等都得到了较好的改善。碳纤维布粘贴在危旧桥梁承重构件表面，使两者能够共同工作，较好的提高了危旧桥的抗弯、抗剪能力。两桥梁经过该措施加固后提高了梁体自身承载力也解决了病害，同时加强了桥梁结构的整体刚度和耐久性，限制了危旧桥病害的继续发展，达到了维修加固、补强的目的。

总之，公路危旧桥梁养护维修、加固改造，是一门新型的技术学科，从我们已实施的桥梁加固方案来看，实现即经济、又合理、节约费用，效果是明显的，但在今后的公路危旧桥梁养护维修、加固改造中，仍然还有很多值得我们在研究、在学习、在探讨，随着国内桥梁维修加固新技术、新工艺、新材料的不断出现，桥梁维修加固改造技术也将更加完善，方法更加合理，来提高公路危旧桥梁使用寿命，确保桥梁安全畅通，为社会提供安全的通行条件。

参考文献

[1]《公路桥梁加固技术规范》人民交通出版社2008-8-2中华人民共和国交通运输部.

[2]《公路桥涵施工技术规范》人民交通出版社2011-6-7中华人民共和国交通运输部.

[3]王建环.碳纤维增强复合材料在工程加固过程中的应用[J].治淮，2009（10）.

碳纤维范文第2篇

碳纤维的材料性质：

碳纤维是由有机纤维经过一系列热处理转化而成，含碳量高于百分之九十的无机高性能纤维，是一种力学性能优异的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼备纺织纤维的柔软可加工型，是新一代增强纤维。

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。

碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。

（来源：文章屋网 ）

碳纤维范文第3篇

〔关键词〕碳纤维布；楼宇改造；加固工程；应用；技术特点

碳纤维布加固技术是指采用高性能粘结剂，将碳纤维布粘贴在墙体或混凝土构件表面，使两者共同工作，有效提高构件的极限承载力和改善构件的变形性能，采用合理的粘贴构造和锚固措施，以达到效好的加固效果，在国外及内地经济发达地区已广为应用。随着我区经济建设和建筑事业的飞速发展，现有建筑中有部分由于原设计荷载标准低，一些建筑使用功能的改变，难以满足当前规范使用的需求，需进行维修加固补强，碳纤维加固修补技术也因为其独特的优势逐渐得以推广。工程概况

该商场原为市场、办公一体的综合楼宇，一～三层为综合性批发市场，四层为办公区。现市场需要，将四楼办公区改为批发市场。需在三楼顶板进行钢筋砼板梁切割，用切割机进行分块切割出6100mm×9000mm的洞口，加设一部扶梯；另分块切割出3处4000mm×4000mm的洞口，增加三个行人楼梯。因楼面大面积开洞、四楼使用功能变化，导致楼层结构、荷载发生改变。经设计和计算，需对开孔周边的钢筋混凝土楼板、梁、柱进行碳纤维加固。而根据商场的实际经营情况，在进行粘贴碳纤维布加固工程中，采取局部封闭，不影响一～三层市场的正常营业。

一、 本工程使用由瑞士Sika公司生产的SikaWrap-301C碳纤维布和Sikadur-330浸渍树脂，它们的主要技术参数分别为：

1、 SikaWrap-301C碳纤维布：

单位面积重量300g/m2±5％

纤维布设计厚度0.17mm（基于含碳总量）

纤维拉伸强度4900N/mm2（额定）

纤维拉伸模量E230.000N/mm2（额定）

纤维布长度50m/卷

纤维宽度500mm

2、 Sikadur-330浸渍树脂

颜 色组份A：白色，组份B：灰色

拉伸强度固化：＋230C下，7天：30N/mm2

弯曲模量E 固化：＋230C下，7天：3800N/mm2

密度（200C）1.31kg/L（组份A＋B混合）

二、 施工流程与现场施工方法

碳纤维加固施工流程为：混凝土基底修补、打磨处理涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理涂涮浸渍树脂粘贴碳纤维布表面进行防护处理。

3、1混凝土基底修补、打磨处理

（1）表面裂缝及孔洞处理。采用碳纤维胶粘结剂进行修补充密实。

（2）将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净、对经剔凿、清除和露筋的构件残缺部分，用专用黏结进行修补、复原。

（3）将构件表面沿碳纤维粘贴结合面打磨平整，要求平整度应达到5mm/m，保证修复后的段差要尽量平顺；棱角的部位，用磨光机磨成圆角，圆角半径须≥20mm。

（4）结构或构件表面打磨后，用压缩空气将表面灰尘和杂物清理掉，清洗残留粉尘，并使表面充分干燥。

3、2涂刷底层树脂、对不平整处进行找平处理

（1）用滚筒刷均匀地将底层涂料刷于混凝土表面，指触干燥后才能进行下一道工序的施工。底层涂料指触干燥或固化后，表面上的凸起部分要用砂布或角磨机磨平并清洗去尘。

（2）构件表面凹陷部位应用粘结剂填平，内角（段差、起拱等）要用粘结剂填补，使之平顺。腻子涂刮后，表面仍在的凹凸糙纹的，应再用砂纸打磨平整。

3．3涂刷浸渍树脂

把浸渍树脂按规定的比例称量准确，装入容器用搅拌器均匀搅拌。一次调和量应在可使用时间内用完。

3．4粘贴碳纤维布

（1）按设计尺寸裁减碳纤维布，纤维顺长方向碳纤维布的接头必须搭接10cm以上。该部位应多涂粘结剂，在碳纤维布宽度方向不需要搭接。

（2）将裁剪好的碳纤维织物敷在涂好粘结剂的基层上，贴碳纤维布前用滚简刷均匀地涂抹粘贴用粘贴剂，称为下涂。贴碳纤维布时，在碳纤维布和树脂之间尽量不要有空气。可用特制滚简沿着纤维方向在碳纤维布上滚压多次，使树脂渗浸进纤维中并挤除气泡。滚压时要小心操作，不得损伤碳纤维布。

（3）碳纤维布粘贴施工完毕30分钟后，在用滚简刷在表面均匀涂抹粘贴用粘结剂，使粘结剂能充分渗透到碳纤维里面，称为上涂。

（4）第二层碳纤维布粘贴则重复一层步骤，并保证底层粘贴的碳纤维布上涂黏结剂已指触干燥，才能粘贴第二层。

（5）第二层碳纤维织物的表面应均匀涂抹一道粘结剂应涂刷均匀、周边整齐。

粘贴碳纤维布，按照《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》CECS146:2003的要求进行操作。

3．5表面进行防护处理

碳纤维布施工后，按设计要求做表面防护，要保证防护材料与碳纤维布之间有可靠的粘结（要求粘结材料的正拉粘结强度满足设计要求）。加固完成后按《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》相关规定进行检验及验收。

该工程于2009年7月动工，在不影响市场的正常营业情况下，于2009年9月顺利的完成了楼宇加固改造工程，并已验收合格。

通过本工程实例，碳纤维布加固技术特点总结如下：

1、抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍，可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能。

2、自身重量轻，不增加加固构件的体积和自重，不影响建筑物的使用功能。

3、耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。

4、施工方便快捷、表面恢复处理方便，省力节时、施工质量易于保证。

5、适用范围广，混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固，并且不受建筑物的造型限制。

当然，在碳纤维布加固工程中，我们还应注意以下几点：

1、碳纤维布材料导电性能强、防火性能差，所以施工过程中，一定要做好现场的防火、防电工作，避免造成不必要的损失。

2、因为碳纤维材料的应用日益广泛，内地各种生产厂家也不断增加，生产出来的产品也良莠不齐，所以我们在使用材料时，一定要根据设计院所提供的对碳纤维布的技术指标，选择经过国家检测机构检测合格、符合设计要求的产品。

3、碳纤维布起到结构补强的关键在于它与原有建筑的粘结上，高强度粘结剂的质量直接影响到加固工程的安全，而且不同厂家的粘结剂还存在着与碳纤维布是否适配的问题。所以，我们在选择材料时一定要选择，由专业检测机构认定的适配性检测合格的产品。

碳纤维范文第4篇

关键词：碳纤维；复合材料；应用

0 前言

碳纤维复合材料自20世纪50年代面世以来，以其独特的性能，主要用于火箭、航天、航空等尖端科学技术，随着碳纤维复合材料性能的不断完善和提高，目前在土木工程、航空航天、石油化工、交通运输、体育产品等领域得到广泛应用。

1 碳纤维复合材料的性能

碳纤维是由碳元素组成的特种纤维，其含碳量一般在90%以上。碳纤维材料有其独特的性能，包括：强度高，是钢铁的5倍；耐热性好，可以承受2000℃以上的高温；密度小，是钢铁的1/5；热膨胀系数低，在温差变化较大的情况下，变形量较低；抗热冲击性能也很好；耐腐蚀性能好，能耐硫酸等强酸的腐蚀；抗拉强度好，能达到钢的7～9倍。

2 碳纤维复合材料的应用

2.1 土木建筑领域的应用

水泥在土木建材领域中用量最大，但水泥也有诸如脆性大、抗拉强度低等缺点，而现在用混凝土或水泥做基体制成的碳纤维增强复合材料，克服了水泥强度低、在混凝土中易开裂、易受到氯盐、硫酸盐等侵蚀的缺点，在冬季及寒冷地区有很大的应用空间。在大型建筑中，钢筋的使用量相当惊人，国家体育场“鸟巢”的钢筋绑扎量达到5.2万吨，施工量大，运输、安装费时费力，如果采用自身较轻的碳纤维，可以大大降低建筑结构的重量，方便施工，减少安装时间，降低施工周期[1]。用碳纤维和树脂制成的碳纤维复合材料片，拉伸模量高、拉伸强度大，广泛应用于加固受损的钢筋混凝土结构物[2]，用在石油平台上可使石油平台壁的耐冲击性能大大增强。

2.2 航空航天领域的应用

航空工业最早大量采用碳纤维复合材料。在航空工业中，飞行器的质量轻，就意味着油耗的降低，速度的加快，碳纤维强度高、密度低、变形量低的特点决定了碳纤维是理想的航空材料。美国波音公司的787飞机，机体大量采用碳纤维材料，质量比传统的铝合金机体减轻近20%，耗油量大大降低，碳排放量每年可减少2700吨，被誉为“绿色客机”。欧洲空客公司A380客机上的机舱内壁板、后机身蒙皮、水平安定面等都由碳纤维复合材料制成。美国的“超级大黄蜂”战斗机、法国的“阵风”战斗机、欧洲的“台风”战斗机都大量使用碳纤维复合材料。碳纤维复合材料在航空工业上有着巨大的应用潜力[3]。

碳纤维复合材料可以减轻火箭和导弹的重量，加大火箭和导弹的射程，提高落点的精度[4]。美国的战斧式巡航导弹和三叉戟-2型导弹的发动机壳体采用的就是碳纤维复合材料。我国早在上世纪八十年代就在某型海防导弹上成功采用了碳纤维复合材料，使导弹的射程增大。“天宫一号”上的相机支架组件就是采用了由哈尔滨玻璃钢研究院研制的碳纤维复合材料。人造卫星展开式太阳能电池板也多采用碳纤维复合材料制作。目前碳纤维复合材料作为结构隐身材料也已经得到了某些应用[5]。

2.3 石油工业的应用

美国经过多年的努力，在20世纪90年代初研制成功了碳纤维复合材料连续抽油杆，试验结果表明: 碳纤维复合材料连续抽油杆克服了普通钢抽油杆质量大、能耗高、失效次数多、活塞效应大、作业速度慢、易磨损的缺点，是一种很有发展前途的特种抽油杆[6]。近来亚洲第一大石油公司中国石油天然气股份有限公司计划大力发展碳纤维产业,拓宽碳纤维复合材料的应用领域,不断向高端市场延伸，特别是海上钻井平台,目前每个平台要使用钢材8万吨,如果改用复合材料,则每个平台仅消耗1.3万吨的碳纤维复合材料。深海油气田将是碳纤维复合材料发挥作用的重要领域。

2.4 汽车工业、高速列车及体育用品中的应用

碳纤维扩大应用的最大希望在于在汽车工业的应用。在汽车车身、零部件中使用碳纤维复合材料，不但可以降低汽车的重量，而且可以更加经济环保，降低油耗。洛克希德马丁能源研究所（Lockheed martin Energy Research）的瓦伦（David Warren）统计过，如果每一辆北美的汽车用2.2kg碳纤维，那北美1800万辆小车的碳纤维总量就超过当前全球大丝束碳纤维总生产能力的4倍[7]。美国通用汽车公司和帝人公司日前宣布将联合研制应用在汽车上的先进碳纤维复合材料。碳纤维复合材料刹车片主要用于高速列车，是碳纤维复合材料的又一重要应用。日本、法国已经成功地将碳纤维复合材料刹车片应用于新干线和TGV高速列车制动，德国Knoor Bremse公司也研制出了高速列车用碳纤维复合材料盘型制动器。随着我国高速列车的飞速发展，碳纤维复合材料刹车片有着广阔的发展空间。碳纤维复合材料在运动器材中也得到了广泛应用。包括高尔夫球杆、网球拍、滑雪板、钓鱼竿、自行车架、冰球拍、船桨、赛艇等，都已经形成了成熟的市场。

3 结语

目前我国碳纤维复合材料发展迅速，在大飞机、高速列车等项目上都有着巨大的需求，但我国碳纤维复合材料的发展与发达国家相比还有很大差距，碳纤维复合材料还需要大量进口，在碳纤维的低成本上和复合材料成型技术上我们还要花很大的力气。

参考文献：

[1] 高鑫.碳纤维在土木建筑中的应用[J].建材工业信息，2004，No5，40~41.

[2] 赵稼祥.2002世界碳纤维前景[J].高科技纤维与应用，2002，Dec，Val.27，No6，7~9.

[3] 赵稼祥.碳纤维复合材料在民用航空上的应用[J].高科技纤维与应用，2003，Jun，Vol.28，No3，33~35.

[4] 韩冰,陈平.碳纤维复合材料火箭发动机壳体用韧性环氧树脂基体的研究.复合材料学报，2002，Apr, Vol.19，No2，25~27.

[5] 袁健.碳纤维复合材料天线反射面研制[J].火控雷达技术，2003，Sep，Val.32，44~46.

碳纤维范文第5篇

兰博基尼在2018年量产其首款SUV Urus，为保持强悍的跑车性能，Urus将采用大量的碳纤维结构部件降低车重。这种新的碳纤维制造技术有别于目前大量应用的碳纤维编织布+树脂的制造流程，它可以大量且高效的流水化生产，为兰博基尼量产全新车型打下坚实的基础。

这种技术被命名为碳纤维锻造复合材料，它的优势很多：可以适用复杂的几何结构、节省制造时间并降低原材料成本。这项技术在2010年首先开始应用，经过6年的技术积累，现在可以开展大规模化的生产。目前兰博基尼已和日本三菱丽阳株式会社深度合作，共同开发碳纤维锻造技术并将应用到全新车型上。

这种新的碳纤维复合材料是根据模具冲压而成：模具中加入碳纤维和树脂之后由液压机锻压成型，所以极大减少了生产时间。

碳纤维锻造复合材料是如何降低成本的？

首先是原材料成本，碳纤维锻造复合材料应用的是短纤维原材料（你可以理解为是传统碳纤维编织布的边角料，成本自然低）。其次是制造的时间成本，传统长纤维材料需要进行各个方向的编制才能获得均匀的强度要求，而碎片式的短纤维则不存在这个问题，只要均匀分布就可以。而且由于运用了短纤维，可以应用在非常复杂的几何模具中，便于大规模的流水线制造，以及兰博基尼式的锋利线条。

与目前流行的碳纤维增强复合材料（CFRP）相比，新的锻造制造技术有着相同的机械强度，它完全可以胜任制造车体结构。而用此技术生产的内饰零件则会有特殊的花纹与触觉，能带给人更多的神秘与科技感。