自上世紀七十年代末初期，歐洲進行纖維增強複合材料(FRP)在土木工程應用研究以來，具有極好的比強度和比剛度、優秀耐腐蝕性的纖維增強複合材料已廣泛用於混凝土結構的貼上加固工程，形成了纖維增強複合材料補強加固已有混凝土橋樑的新技術，其中碳纖維增強複合材料(CFRP)應用更多。混凝土橋樑結構的貼上碳纖維板技術在加固中具有不中斷交通，且工期短，人工少的優點。所以擴充套件該項技術開展了配有大偏心CFRP體外束預應力混凝土連續樑橋體系應用研究，是本世紀新型橋樑建設方向之一。
一、碳纖維材料的基本特性
碳纖維增強複合材料補強加固所採用的基本材料是高強度或高彈性模量的連續碳纖維，單向排列成束，用環氧樹脂浸漬固化的碳纖維板或未經樹脂浸漬固化的碳纖維布，統稱碳纖維片材。將片材用專門配製的貼上樹脂或浸漬樹脂貼上在橋樑混凝土構件需補強加固部位表面，樹脂固化後與原構件形成新的.受力複合體，共同工作。
1、碳纖維片材。
片材碳纖維材料的拉伸強度在(2400～3400)MPa之間，與普通碳素鋼板拉伸強度為240MPa相比，片材的拉伸強度很高。
片材碳纖維材料的彈性模量依片材力學效能不同，碳纖維片材依力學效能分成高模量、高強度和中等模量三類。高模量碳纖維片材的彈性模量較高，但其伸長率較低。
相比之下，碳纖維片材的單位重比鋼材低許多，說明碳纖維片材較輕。碳纖維的化學結構穩定，本身不會受酸鹼鹽及各類化學介質的腐蝕，有良好的耐寒和耐熱性。
2、配套樹脂類粘結材料。
混凝土結構加固修補配套樹脂系統包括底層塗料，用於滲透過混凝土表面，促進粘結並形成長期持久介面的基礎;油灰，用於填充整個表面空隙並形成平整表面以便使用碳纖維片材;浸漬樹脂或粘結樹脂，前者用於碳纖維布貼上，後者用於碳纖維板貼上。
浸漬樹脂或貼上樹脂是將碳纖維片粘附於混凝土構件表面並與之緊密地結合在一起形成整體共同工作的關鍵，因此，樹脂同混凝土的貼上強度大於混凝土的拉伸強度和剪下強度。
就公路混凝土橋樑用碳纖維片材加固技術而言，環氧樹脂在不同施工環境溫度下固化效能有十分重要的意義，因為這涉及到貼上工作質量與如何儘量減少橋上正常交通中斷時間緊密相關。採用專配的環氧樹脂材料，在混凝土施工表面溫度(10～40)攝氏度時，貼上環氧樹脂固化時間約15小時以上，但粘貼後就可以使用的時間為45分鐘以上，專配的環氧樹脂材料的這一效能是完全適合混凝土橋樑的加固工作。
二、碳纖維加固補強的施工工藝
1、根據設計確定貼上碳纖維的範圍進行基底處理
a)將砼構件表面的殘缺、破損及碳化層部分清除乾淨，達到結構密實部位。檢查外露鋼筋是否有鏽蝕，並進行必要的處理。對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分進行修補復原;
b)裂縫修補。縫寬小於0.2mm的裂縫，用環氧樹脂進行表面塗刷密封;大於0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫;
c)將構件表面凸出部分(模板的段差等)打磨平整，修復後的段差儘量平順。用磨光機把稜角磨成半徑大於30mm的圓角;
d)清洗打磨過的構件表面，並使其充分乾燥。
2、底層塗刷(底層塗料具有較強的滲透性，可滲入砼表面內)。
a)把底層塗料的主劑和固化劑按規定比例稱量準確後放人容器內，用攪拌器拌均勻，一次調和量應在可使用時間內用完為準;
b)用滾筒刷均勻的塗刷底層塗料;
C)底層塗料固化後，表面有凸起部分時要用砂紙磨光;
d)注意在氣溫小於5C，相對溼度大於85，砼表面含水率在8以上，有結露可能而無可靠保證措施時，均不得施工。
3、環氧膩子對構件表面殘缺的修補。
a)構件表面凹陷部位應用環氧膩子填平，修復至表面平整;
b)內角(段差、起拱等)要用環氧膩子填補使之平順。
4、貼碳纖維片。
a)為了防止碳纖維受損，在碳纖維片運輸、儲存、裁切和貼上過程中，嚴禁受彎折。貼片前應用鋼直尺與桌布刀按規定尺寸切斷纖維片，每段長度一般不超過6rn;。
b)碳纖維接頭必須搭接10cm以上，橫向不需搭接;
c)按規定比例摻配樹脂主劑和固化劑，用滾筒刷均勻地塗刷黏結樹脂，稱為下塗;
d)貼片時，在碳纖維片和樹脂之間儘量不要有空氣，可用羅拉沿著纖維方向在碳纖維片上對此滾壓，使樹脂滲入碳纖維中。
5、養護。
貼上碳纖維片後，需自然養護24h達到初期固化，並保證固化期間不受干擾。
6、塗裝。
根據需要可在樹脂固化後加固補強構件表面，塗刷耐火塗層和色彩。
三、碳纖維(片材)加固處理要點
在進行結構加固處理前，先對樑板採取有效地解除安裝和支頂措施，然後按以下施工工序進行加固施工。
(1)破損面混凝土表面處理：清除被加固構件表面的剝落、疏鬆、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土，露出混凝土結構層。
(2)按設計要求對破損面鋼筋處理後用M45的環氧樹脂砂漿進行灌縫或封閉處理，並保證鋼筋保護層厚度不小於15mm.利用打磨機將其表面打磨平整，並用鋼刷將其表面的粉塵、油汙等不潔物清除乾淨，使構件加固表面平整、乾燥無粉塵。另外，如碳纖維需沿基纖維方向繞構件轉角處貼上時，轉角貼上處要進行倒角處理並打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應小於20mm.
(3)塗刷底層樹脂：用專用滾筒刷將底層樹脂均勻塗抹於混凝土表面，待樹脂表面指觸乾燥時即進行下一道工序施工。
(4)找平處理：表面凹陷部位用找平材料填補平整，且不應有菱角。
(5)貼上碳纖維片材：將配製好的浸漬樹脂均勻塗抹於所要貼上的部位，並用橡膠滾筒沿纖維方向多次滾壓，擠除氣泡，使浸漬樹脂充分浸透碳纖維布，滾壓時不得損傷碳纖維布。多層貼上重複上述步驟，待纖維表面接觸乾燥時即可進行下一層的貼上。如超過60min，則應等12h後，再行塗刷粘結劑貼上下一層。
(6)在最後一層的碳纖維布的表面均勻塗抹浸漬樹脂。
四、對碳纖維加固補強技術的展望
碳纖維用於砼結構的修復補強雖然時間不長，但發展很快，其主要原因在於碳纖維片加固存在較多優點：
a)施工簡便迅速，無需模板、夾具、支撐等;
b)不增加結構重量，碳纖維片重量200g/m.～300g/m，設計厚度0.1l1mm～0.167mm，加上環氧樹脂的重量也很輕，對結構自重影響可忽略不計;
c)能適應各種結構外形的補強;d)可以多層貼上。可根據設計要求，在一個部位重疊貼上。
隨著我國高等級公路的迅速發展，高速公路橋樑通車裡程也在不斷增長，橋樑由於各種原因造成承載力降低、混凝土強度降低或需要提高抗震能力和修補橋樑裂縫，都可以應用碳纖維布補強技術。
