1. 什麼是碳纖維
答：組成是聚合物，是高分子有機物。
碳纖維－－是由有機母體纖維（例如粘膠絲、聚丙烯腈或瀝青）採用高溫分解法在1000～3000度高溫的惰性氣體下製成的。其結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性能優異的新材料，它的比重不到鋼的1/4，碳纖維樹脂復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亦高於鋼。因此CFRP的比強度即材料的強度與其密度之比可達到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，則構件自重愈小，比模量愈高，則構件的剛度愈大，從這個意義上已預示了碳纖維在工程的廣闊應用前景，綜觀多種新興的復合材料(如高分子復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料)的優異性能， 不少人預料，人類在材料應用上正從鋼鐵時代進入到一個復合材料廣泛應用的時代。
碳纖維研製和應用可以追溯到1850年的碳素燈絲，此後的研究應用一直處於停滯狀態，到上世紀五十年代隨著工業技術的發展和軍事工業的要求，碳纖維的研製和生產，相繼解決了原絲的選擇和高溫碳化的工業生產工藝，使碳纖維應用才進入到一個新階段。首先是在航空航天等軍事領域的應用，逐步擴展到高級民用工業，而真正用於建築工程結構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製取碳纖維，理論上任何有機纖維經碳化後均可製成碳纖維，實際上目前具有工業意義的原絲僅有聚丙烯腈纖維(PAN)和中間相瀝青，各國生產碳纖維主要是以聚丙烯腈纖維為原料，經過高溫碳化等特殊工藝加工成極細的纖維絲(直徑5~10μm)，提高單絲強度，使一定量纖維的表面積增大很多，更利於加強與樹脂膠的結合。
過去制約碳纖維加固技術應用的因素之一是原絲和成品的價格，剛研製成功時每公斤的碳纖維原絲價在1000美元以上，當前已降至30美元以下；碳纖原絲產量最高的國家仍是日本和美國，而以碳纖布商品進入中國大陸市場的則有日本、法國、瑞士和台灣等地的產品，用進口原絲加工編織的國產碳纖布亦開始進入市場，市場競爭日趨激烈，價格正在逐漸下降。
應用：碳纖維成品在土木工程中應用主要有纖維布、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)，碳纖維布常用的規格是200g/m2和300g/m2，厚度分別是0.111mm和0.167mm；碳纖維復合板厚度一般為1.2~1.4mm，由3~4層碳纖布經過樹脂浸漬固化而成，主要用於梁、板的加固，用纖維板加固的結構，外形規整，施工簡便，但原材單價較高，國內使用尚不普及。
高性能碳纖維布的最主要指標仍是其強度、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，結構加固主要是利用碳纖維的高抗拉性能，廣泛用於鋼筋混凝土結構的梁、板、柱和構架的節點加固，也很適合用於古建築物或砌體結構的維修加固，恢復和提高結構的承載能力和抗裂性能，國內外成功的應用實例已不勝枚舉。1995年日本板神大地震和台灣大地震後之後，碳纖維作為耐震補強材料和技術的地位得到了進一步的發展和確定。
近年來在國內不少高等院校、科研部門、和各大設計院參與到對碳纖維的應用和研究，目前國家還沒有頒布正式的設計和施工規范，在建設部確定的研究項目中,已包括有「纖維增強復合材料(FRP)用於城市橋梁的加固與修補研究」、「碳纖維材料加固混凝土結構新技術」等課題，碳纖維的應用研究已得到國家的重視。
構造： 對於受彎構件碳纖布是粘貼於受拉區，以補充鋼筋的不足，粘於梁的兩側，以提高梁的抗剪能力，纏繞於混凝土柱外側約束了混凝土的側向變形，可以高柱的承載能力和柱的軸壓比，纏繞於桁架的節點可使節點得到整體的加固。碳纖布的層數可通過計算確定，考慮到各層的共同工作系數，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，單層優於多層，窄幅優於寬幅；必要時縱向可以搭接，搭接長度不得少於100mm，要保證碳纖維端部有可靠的錨固，除滿足計算要求外，還應有必要的構造措施。
粘貼：粘結劑的性能和粘貼工藝是使被加固構件與碳纖維布共同受力的保證，要求粘結劑對被粘貼界面和碳纖布有高的粘結力和強度，抗拉、抗壓、特別是粘貼抗剪強度應遠高於混凝土相應的強度，粘結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、抗老化等優異性能，因此應該採用專用的粘結劑；
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、整平被粘貼面，被粘貼面應乾燥、防潮；採用專用的工具，塗布粘度較大的粘結劑，對碳纖布經過適度的輾壓，使粘結劑充分浸漬於單絲中；消除氣泡，不允許出現離殼、亂絲、鄒折、扭曲的現象；完善的工藝和訓練有素的工人，可以做到有效的粘貼面積在99%以上，使碳纖維的性能真正得以發揮。
缺點：碳纖維整體上無疑是一種輕質高強性能優異的新興建材，但也有其自身的特點或缺點，碳纖維的抗剪強度很低，延伸率小，還不到一般鋼材的1/10，應力應變關系曲線近乎直線，沒有塑性平台，從這個意義上，碳纖維是一種脆性材料，在設計和構造上應予注意；用於普通鋼筋混凝土結構受彎構件中，受極限應變0.01的限制，實際可採用的設計強度還不到其極限強度的70%，頗有大材小用之感，或者用作預應力筋或斜拉橋的拉索，才能充分發揮碳纖維的抗拉性能，但這已是另外一個的應用領域了。
2. 碳纖維是什麼製成的
1. 碳纖維是由有機母體纖維，如粘膠絲、聚丙烯腈或瀝青，在極高的溫度下轉化而成。這一過程去除了所有非碳元素。
2. 碳纖維是一種力學性能極為出色的材料。它的密度不到鋼的四分之一，抗拉強度通常超過3500兆帕，彈性模量在23000至43000兆帕之間。
3. 碳纖維增強塑料（CFRP）的比強度可以超過2000兆帕/(克/立方厘米)，遠高於A3鋼。比模量越高，構件剛度越大。
4. 碳纖維的研製和應用可追溯至1850年的碳素燈絲。20世紀50年代，隨著工業技術的發展和軍事需求，碳纖維的研製和生產取得了突破。
5. 碳纖維主要應用於航空航天等軍事領域，隨後逐漸擴展到民用工業，包括建築工程結構加固。
6. 碳纖維和石墨纖維的含碳量均在95%以上。目前具有工業意義的原絲主要有聚丙烯腈纖維（PAN）和中間相瀝青。
7. 生產碳纖維時，常以聚丙烯腈纖維為原料，通過特殊工藝處理成細絲，以提高單絲強度，增大纖維表面積。
8. 成本曾是限制碳纖維加固技術應用的一個重要因素。如今，每公斤碳纖維原絲的價格已降至30美元以下。
9. 市場競爭激烈，碳纖維產品價格持續下降。中國市場上，碳纖維產品來自日本、法國、瑞士和台灣等地。
10. 在土木工程中，碳纖維成品主要應用於纖維布、纖維板、棒材、型材和短纖維等，各有不同的使用范圍。
11. 加固工程中使用最廣泛的是碳纖維布。常用的碳纖維布規格有200克/平方米和300克/平方米。
12. 碳纖維復合板主要用於梁、板的加固。高性能碳纖維布的主要性能指標是其強度、彈性模量和斷裂伸長率。
13. 結構加固主要利用碳纖維的高抗拉性能，廣泛應用於鋼筋混凝土結構的梁、板、柱和節點加固。
14. 國內不少高校、科研機構和設計院開始對碳纖維的應用和研究感興趣。目前，國家尚未頒布正式的設計和施工規范。
15. 對於受彎構件，碳纖布應粘貼於受拉區；粘貼於梁的兩側，提高抗剪能力；纏繞於混凝土柱外側，提高承載能力和軸壓比。
16. 建議碳纖布的層數不宜超過5層，單層優於多層，窄幅優於寬幅。粘結劑的性能和粘貼工藝是確保加固構件與碳纖維布共同受力的關鍵。
17. 粘結劑需要對被粘貼界面和碳纖布有高粘結力和強度，特別是抗剪強度應遠高於混凝土相應的強度。
18. 完善的施工工藝也是加固效果的重要因素。
3. 碳纖維材料的優缺點
碳纖維是一種高性能材料，根據其原料和生產方式的不同，主要分為聚丙烯腈（PAN）基碳纖維和瀝青基碳纖維。PAN基碳纖維以其高強度著稱，而瀝青基碳纖維則以高彈性為特點。
為了充分發揮碳纖維的強大力學特性和優越的耐久性能，需要通過特定的樹脂將其粘附於鋼筋混凝土結構表面。環氧樹脂是其中一種常用的粘結劑，它能有效增強碳纖維與混凝土結構的結合。底塗樹脂具有良好的滲透性，能夠深入混凝土內部，而用於粘貼碳纖維片的環氧樹脂則具有較強的粘結力，能夠緊密附著於碳纖維片。
與其它加固材料相比，碳纖維材料展現出許多獨特的優點。首先，碳纖維的抗拉強度約為鋼材的十倍，遠超傳統加固材料。其次，碳纖維復合材料的拉伸彈性模量遠高於鋼材，但芳綸和玻璃纖維復合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。此外，碳纖維和芳綸纖維復合材料的疲勞強度高於高強綱絲，金屬材料在交變應力作用下的疲勞極限僅為靜荷強度的30%～40%。而由於纖維與基體的復合能緩和裂紋擴展，並存在纖維內力再分配的可能性，復合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強度的70%～80%，並在破壞前有顯著變形的徵兆。
相比碳纖維板，碳纖維片材具有更大的靈活性。片材可以粘貼在各種形狀的結構表面，而板材則更適合規則構件表面。然而，粘貼板材時底層樹脂的用量較多，且厚度較大，因此與混凝土界面的粘接強度不如片材。
4. 碳纖維能替代鋼材嗎
目前碳纖維價格時漲時落，是因為日本人壟斷碳纖維原絲的原因，中日關系也是影響的重要因素，我對粘鋼不是很了解，卻幹了4年的碳纖維，覺得碳纖維價格這幾年總體是降的很厲害，競爭很厲害。
質量優秀的材料還是價格較貴，這不看是什麼元素構成的。金剛石也是碳構成的。是否鑽石可以做日用材料呢？！一樣的道理，製造的成本還是比較高。呵呵！
碳纖維整體上無疑是一種輕質高強性能優異的新興建材，但也有其自身的特點或缺點， 碳纖維的抗剪強度很低，延伸率小，還不到一般鋼材的1/10，應力應變關系曲線近乎直線。。。。。。
5. 碳素和碳纖維有什麼區別
碳素和碳纖維主要有以下區別：
用途不同：
主要特徵不同：
分類不同：