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碳纖維－－是由有機母體纖維（例如粘膠絲、聚丙烯腈或瀝青）采用高溫分解法在1000～3000度高溫的惰性氣體下制成的。其結(jié)果是除碳以外的所有元素都予以去除。 碳纖維還是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復(fù)合材料抗拉強度一般都在3500Mpa以上，是鋼的7~9倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa亦高于鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達(dá)到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3鋼的比強度僅為59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。材料的比強度愈高，則構(gòu)件自重愈小，比模量愈高，則構(gòu)件的剛度愈大，從這個意義上已預(yù)示了碳纖維在工程的廣闊應(yīng)用前景，綜觀多種新興的復(fù)合材料(如高分子復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料)的優(yōu)異性能， 不少人預(yù)料，人類在材料應(yīng)用上正從鋼鐵時代進(jìn)入到一個復(fù)合材料廣泛應(yīng)用的時代。 碳纖維研制和應(yīng)用可以追溯到1850年的碳素?zé)艚z，此后的研究應(yīng)用一直處于停滯狀態(tài)，到上世紀(jì)五十年代隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和軍事工業(yè)的要求，碳纖維的研制和生產(chǎn)，相繼解決了原絲的選擇和高溫碳化的工業(yè)生產(chǎn)工藝，使碳纖維應(yīng)用才進(jìn)入到一個新階段。首先是在航空航天等軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，逐步擴(kuò)展到高級民用工業(yè)，而真正用于建筑工程結(jié)構(gòu)加固也就只有近十多來年的歷史。 碳纖維和石墨纖維一般統(tǒng)稱為碳纖維，含碳量都在95%以上，但碳元素只有在高溫高壓下才能熔融，不可能直接從碳元素制取碳纖維，理論上任何有機纖維經(jīng)碳化后均可制成碳纖維，實際上目前具有工業(yè)意義的原絲僅有聚丙烯腈纖維(PAN)和中間相瀝青，鑫茂高新材料,短絲碳纖維生產(chǎn)廠家,湖北鑫茂高新材料有限公司，各國生產(chǎn)碳纖維主要是以聚丙烯腈纖維為原料，經(jīng)過高溫碳化等特殊工藝加工成極細(xì)的纖維絲(直徑5~10μm)，提高單絲強度，使一定量纖維的表面積增大很多，更利于加強與樹脂膠的結(jié)合。 過去制約碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用的因素之一是原絲和成品的價格，剛研制成功時每公斤的碳纖維原絲價在1000美元以上，當(dāng)前已降至30美元以下；碳纖原絲產(chǎn)量最高的國家仍是日本和美冂國，而以碳纖布商品進(jìn)入中國大陸市場的則有日本、法國、瑞士和臺灣等地的產(chǎn)品，用進(jìn)口原絲加工編織的國產(chǎn)碳纖布亦開始進(jìn)入市場，市場競爭日趨激烈，價格正在逐漸下降。 應(yīng)用：碳纖維成品在土木工程中應(yīng)用主要有纖維布、纖維板、棒材、型材、短纖維等，各有不同的使用范圍，而當(dāng)前加固工程中用量最大和最普遍的還是碳纖維布(片)，碳纖維布常用的規(guī)格是200g/m2和300g/m2，鑫茂高新材料,短絲碳纖維生產(chǎn)廠家,湖北鑫茂高新材料有限公司，厚度分別是0.111mm和0.167mm；碳纖維復(fù)合板厚度一般為1.2~1.4mm，由3~4層碳纖布經(jīng)過樹脂浸漬固化而成，主要用于梁、板的加固，用纖維板加固的結(jié)構(gòu)，外形規(guī)整，施工簡便，但原材單價較高，國內(nèi)使用尚不普及。 高性能碳纖維布的最主要指標(biāo)仍是其強度、彈性模量和斷裂伸長．一般抗拉強度都在3500 Mpa 以上，彈模在230000 Mpa 以上, 伸長率在1.4%以上，結(jié)構(gòu)加固主要是利用碳纖維的高抗拉性能，廣泛用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、板、柱和構(gòu)架的節(jié)點加固，也很適合用于古建筑物或砌體結(jié)構(gòu)的維修加固，恢復(fù)和提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂性能，國內(nèi)外成功的應(yīng)用實例已不勝枚舉。1995年日本板神大地震和臺灣大地震后之后，碳纖維作為耐震補強材料和技術(shù)的地位得到了進(jìn)一步的發(fā)展和確定。 近年來在國內(nèi)不少高等院校、科研門、和各大設(shè)計院參與到對碳纖維的應(yīng)用和研究，目前國家還沒有頒布正式的設(shè)計和施工規(guī)范，在建設(shè)確定的研究項目中,已包括有“纖維增強復(fù)合材料(FRP)用于城市橋梁的加固與修補研究”、“碳纖維材料加固混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)”等課題，碳纖維的應(yīng)用研究已得到國家的重視。 構(gòu)造： 對于受彎構(gòu)件碳纖布是粘貼于受拉區(qū)，以補充鋼筋的不足，粘于梁的兩側(cè)，以提高梁的抗剪能力，纏繞于混凝土柱外側(cè)約束了混凝土的側(cè)向變形，可以高柱的承載能力和柱的軸壓比，纏繞于桁架的節(jié)點可使節(jié)點得到整體的加固。碳纖布的層數(shù)可通過計算確定，考慮到各層的共同工作系數(shù)，抗疲勞的能力和避免脆性破壞，一般建議不宜超過5層；從受力性能角度，單層優(yōu)于多層，窄幅優(yōu)于寬幅；必要時縱向可以搭接，搭接長度不得少于100mm，要保證碳纖維端有可靠的錨固，除滿足計算要饣求外，還應(yīng)有必要的構(gòu)造措施。 粘貼：粘結(jié)劑的性能和粘貼工藝是使被加固構(gòu)件與碳纖維布共同受力的保證，要求粘結(jié)劑對被粘貼界面和碳纖布有高的粘結(jié)力和強度，抗拉、抗壓、特別是粘貼抗剪強度應(yīng)遠(yuǎn)高于混凝土相應(yīng)的強度，粘結(jié)劑對界面和碳纖維布都要有良好的滲透性和相容性，具有抗沖擊、耐疲勞、抗老化等優(yōu)異性能，因此應(yīng)該采用專用的粘結(jié)劑； 完善的施工工藝是加固效果的重要因素，主要的要求是：清理、修復(fù)、整平被粘貼面，被粘貼面應(yīng)干燥、防潮；采用專用的工具，涂布粘度較大的粘結(jié)劑。 .鑫茂高新材料___短絲碳纖維生產(chǎn)廠家