碳布與粘鋼的相似之處，可以從適用範(fàn)圍上說起。碳布和粘鋼也可用於彎曲構(gòu)件、大偏心壓縮構(gòu)件和拉伸構(gòu)件，如在梁底粘貼碳布或鋼板，可提高結(jié)構(gòu)承載力，達(dá)到加固的目的。此外，原則上，碳布和粘鋼都是用結(jié)構(gòu)膠將碳布或鋼板粘貼在混凝土基材上，使加固材料和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)膠的影響很大。如果結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量不合格，加固材料會與基材剝離，造成安全隱患甚至事故。同時(shí)，兩種方法在加固前都需要卸載，不卸載或卸載不徹底都會產(chǎn)生二次受力，導(dǎo)致加固材料受力滯後。此外包括表面處理、施工溫度等也有高度重疊。

    事實(shí)上，碳纖維布和鋼板在結(jié)構(gòu)加固中的作用可以等同於提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固率。因此，在一定程度上，碳纖維布加固和粘鋼加固可以相互替代。根據(jù)規(guī)範(fàn)中要求的設(shè)計(jì)值，我們可以進(jìn)行簡單的比較。規(guī)範(fàn)中一級300g碳布重要構(gòu)件的設(shè)計(jì)值為1600MPa，Q235鋼板的設(shè)計(jì)強(qiáng)度為215MPa。也就是說，在材料寬度相同的情況下，一般可以認(rèn)為1mm碳纖維布的厚度與8mm鋼板的厚度相似。

    碳布的優(yōu)勢

    若碳纖維布的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為2000MPa，鋼材(Q235)的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為200MPa，則可按0.1mm厚碳纖維布相當(dāng)於1mm厚鋼板。

    另外，碳纖維輕薄，不需要大型施工機(jī)械，運(yùn)輸、儲存、施工簡單，工程量相同，粘貼碳纖維的工期約為粘鋼的40%。與鋼材相比，碳纖維是一種惰性材料，不腐蝕，不易被有害介質(zhì)腐蝕，在惡劣環(huán)境下耐久性好。

    碳纖維還具有柔韌性，可以包裹復(fù)雜形狀的構(gòu)件。不太光滑的結(jié)構(gòu)建築鋼筋表面也可以達(dá)到基本有效的粘貼率。一般來說，有效粘貼面可達(dá)70%-80%左右。

    粘鋼的優(yōu)勢

    若僅憑以上結(jié)果，認(rèn)為碳布的加固效果遠(yuǎn)高於粘鋼，大錯(cuò)特錯(cuò)。不同強(qiáng)度等級的碳纖維布厚度不同，加固中使用的一級300g碳纖維布只有0.167mm。碳纖維布加固雖然有多層加固，但多不允許超過四層，從第二層開始加固效果會降低，與5mm厚鋼板的加固效果相比還是有差距的。

    碳纖維和鋼的彈性模量基本相同，但碳纖維的抗拉強(qiáng)度約為鋼的10倍。因此，為了充分發(fā)揮鋼筋材料的強(qiáng)度，粘貼碳纖維需要鋼筋構(gòu)件產(chǎn)生更大的變形。也就是說，在小變形的情況下，粘貼碳纖維的加固應(yīng)力滯後明顯，因此當(dāng)構(gòu)件承載力相差較大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮粘鋼加固。

    碳纖維和鋼的彈性模量基本相同，達(dá)到相同的力值，鋼的截面要大得多，所以粘鋼加固提高構(gòu)件鋼度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說，如果補(bǔ)充相同的抗彎能力，粘鋼加固的撓度變化小於碳纖維加固。

    錨固可焊接在鋼板上，也可鉆孔設(shè)置植筋錨固，因此粘鋼加固的錨固方式比粘碳纖維更靈活。

    以上比較是從理想角度出發(fā)，若要實(shí)際替換，還需進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算驗(yàn)證。碳布和粘鋼的更換還有很多需要考慮的事情。兩者彈性模量相似，但抗拉強(qiáng)度相差較高。因此，要充分發(fā)揮碳纖維的強(qiáng)度，原有結(jié)構(gòu)需要產(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)，粘鋼加固明顯優(yōu)於碳纖維加固。

    碳布與粘鋼，適用環(huán)境也不完全形同。碳纖維布不僅強(qiáng)度高，而且耐磨耐腐蝕。從材料本身的角度來看，碳纖維布不會生銹，這將是長期惡劣環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的更好選擇。此外，同規(guī)模的加固工程和粘鋼施工成本可能達(dá)到碳布加固的2-3倍，需要註意。

    總結(jié)

    在加固工程中，問題只有一種加固方法才能完全解決，很少。換句話說，任何加固方法都會有自己的使用限製，所以我們需要掌握每種加固方法的優(yōu)勢，充分發(fā)揮每種加固方法的優(yōu)勢。加固設(shè)計(jì)和方案的變更應(yīng)由專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)、審查和終確定，不得隨意忽視結(jié)構(gòu)生命安全。