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碳纖維布加固怎么樣?
隨著建筑老齡化及土地資源日益稀少,建筑結(jié)構(gòu)加固行業(yè)也越發(fā)引起人們的關(guān)注。(5)碳纖維加固膠的使用量要保證充足、飽滿,使用滾筒刷等合適工具沿碳纖維布同一方向反復(fù)滾壓直到膠液充分滲出表面,這么做是為了去除氣泡,使碳纖維布能充分浸潤膠液。目前碳纖維布加固在建筑加固工程中已被廣泛應(yīng)用,碳纖維布加固是一種較為新型的加固方法,即應(yīng)用環(huán)氧樹脂粘結(jié)碳纖維布沿一定方向粘貼在需加固補強的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,使其結(jié)合并共同受力以達(dá)到提高被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度、抗裂性和延伸性等。但也有不少人疑薄薄一層的碳纖維布,加固真的能達(dá)到預(yù)期的效果嗎?
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首先了解下應(yīng)用碳纖維布加固與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢?
1.碳纖維布的自重僅為200~300克/平方米,設(shè)計厚度為0.111—0.167mm,加上環(huán)氧樹脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕,所以應(yīng)用碳纖維布加固基本不增加建筑結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸,加固后對建筑負(fù)荷及凈空的影響是的,同時也不會影響到建筑原結(jié)構(gòu)的外觀。碳纖維布的抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于3000MPa,彈性模量大于2。
2.碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能,如柔和性好,能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪等加固;抗拉強度高,是普通鋼材的4-8倍,極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補強;同時具有抗高溫、抗磨蝕、抗震、耐化學(xué)藥品性,耐熱,耐低溫等性能,這就意味著建筑結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性大大提高。目前的加固手段是將CFRP非常緊密地粘貼到試件的表面,當(dāng)試件的表面有一-定的曲率時,CFRP在受拉的同時還將受到一個由曲率引起的剝離應(yīng)力。
3、碳纖維布加固的施工簡便、已操作,不需大型施工機構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料等,在一定程度上縮短了加固施工工期。
碳纖維布加固在實際工程是如何應(yīng)用的?碳纖維布加固在混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受彎加固、受剪加固和抗震加固等應(yīng)用多,廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的加固補強。
構(gòu)件受彎加固時,應(yīng)用碳纖維加固時應(yīng)使碳纖維的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致;構(gòu)件受剪加固時,應(yīng)用碳纖維布加固時應(yīng)使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應(yīng)力方向一致。目前碳纖維布加固在建筑加固工程中已被廣泛應(yīng)用,碳纖維布加固是一種較為新型的加固方法,即應(yīng)用環(huán)氧樹脂粘結(jié)碳纖維布沿一定方向粘貼在需加固補強的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,使其結(jié)合并共同受力以達(dá)到提高被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度、抗裂性和延伸性等。但實際加固施工中為了方便施工,一般采用纖維方向與構(gòu)件縱軸垂直的方法進行加固處理。
構(gòu)件抗震加固時,應(yīng)用碳纖維布加固應(yīng)使碳纖維布封閉纏繞在柱上,這樣可以較好地提高其構(gòu)件的抗震性能,也可使碳纖維沿構(gòu)件軸向粘貼用于受拉構(gòu)件的加固、沿環(huán)向粘貼用于軸心受壓構(gòu)件的加固,在受彎加固時,也可采用對碳纖維施加預(yù)應(yīng)力的方法以提高加固效果。加壓或減壓時,千斤頂行程速度應(yīng)控制在20mm/分鐘以內(nèi),嚴(yán)禁快速沖、放千斤頂行程。除此之外,碳纖維應(yīng)用與剪力墻、筒倉、煙囪等特種結(jié)構(gòu)的加固,也是具有顯著的加固效果。
碳纖維雙向布的應(yīng)用優(yōu)勢
1、優(yōu)異的機械性能
碳纖維單絲的比強度和比模量是鋼材的10倍以上。突出的力學(xué)性能是碳纖維雙向布替代鋼材成為體育器材制作的優(yōu)良材料。
2、質(zhì)量輕
碳纖維雙向布質(zhì)量極輕。尤其是羽毛球拍、網(wǎng)球拍、高爾夫球桿等體育器材,輕質(zhì)的手感可以降低動力要求,節(jié)約能耗,使用方便。
3、柔軟加工性強
碳纖維雙向布的可塑性佳,可以任意加工成各式形狀,同時可以根據(jù)使用者的不同需求來設(shè)計加工體育器材。
玄武巖纖維板在橋梁加固中的應(yīng)用
1、環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板加固原理
玄武巖纖維預(yù)浸熱固性環(huán)氧樹脂后,在模具內(nèi)固化并通過連續(xù)拉擠成型成為環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板,玄武巖纖維提供了板材所需要的高強度,樹脂提供了較好的耐腐蝕性能。今天小倍就優(yōu)質(zhì)碳纖維布辨別做出以下分享:1、抗拉標(biāo)準(zhǔn)值一級纖維布抗拉強度≥34000,二級碳纖維布抗拉強度≥3000。加固過程中,使用粘鋼膠沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構(gòu)上,包括梁、柱、懸挑梁、板等需要加固和變更的工程,使玄武巖纖維板與加固基體形成一個新的復(fù)合體,即使環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板與原有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力,提高橋梁結(jié)構(gòu)的強度、剛度、抗裂性和延伸性。
2、環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板在橋梁加固應(yīng)用概況
環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板的低密度、高強度、耐久性好、耐酸堿化學(xué)腐蝕性能強、抗壓抗剪強度大這些優(yōu)異性能都決定了環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板將在橋梁結(jié)構(gòu)的加固補強中得到廣泛應(yīng)用。碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能,如柔和性好,能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪等加固。玄武巖纖維板坐補強橋梁混凝土結(jié)構(gòu)時,不需要增加螺栓和柳釘固定,對原混凝土結(jié)構(gòu)擾動較小,相較于置換混凝土加固法、化學(xué)灌漿施工等加固方法,環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板工藝簡單方便。相較于其他的加固方式,利用環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板加固有顯而易見的優(yōu)勢,并作為一種新興技術(shù),得到愈來愈多的青睞與肯定。三、淺析碳纖維布加固破壞原理及施工工藝據(jù)了解碳纖維布加固技術(shù)在90年代在我國建筑工程和橋梁隧道工程領(lǐng)域中開始被應(yīng)用,在早期其加固費用昂貴,碳纖維布加固技術(shù)的發(fā)展被限制,隨著我國科技實力的不斷發(fā)展,碳纖維布加固的造價不斷降低,使的碳纖維布加固技術(shù)日益成熟,其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增大,讓碳纖維材料在工程應(yīng)用領(lǐng)域中得到了推廣。
碳纖維布加固混凝土柱:
采用碳纖維布對混凝土進行加固,其原理是利用了碳纖維的高抗拉強度和對混凝土的約束作用,使得混凝土處于三向受壓狀態(tài),從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁:
根據(jù)實驗研究成果,碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種:
1、界限破壞,當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng),在受壓混凝土達(dá)到極限應(yīng)變的時候,受拉區(qū)纖維剛好達(dá)到極限強度,此時材料的強度得到充分發(fā)揮,截面的延性也達(dá)大值;
2、適筋破壞,鋼筋受拉屈服,受壓區(qū)混凝土被壓壞,碳纖維未達(dá)到極限應(yīng)變;
3、少筋破壞,受拉鋼筋先達(dá)到屈服,然后碳纖維片材超過極限拉應(yīng)變,并達(dá)到極限狀態(tài)而被拉壞,而此時受壓區(qū)混凝土尚未破壞;
4、超筋破壞,加固量過大,受拉鋼筋屈服前,受壓區(qū)混凝土被壓壞;
5、粘接破壞,在達(dá)到正截面極限承載力前,碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。
與此同時,碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用,卡本碳纖維布在上海證券所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。構(gòu)件受彎加固時,應(yīng)用碳纖維加固時應(yīng)使碳纖維的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致。在這些工程中它們所有的一個共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化,從而導(dǎo)致銹蝕,應(yīng)對裂縫進行修補。對裂縫進行修補過后,在采用碳纖維布進行加固,大致過程如下:
1、首先按照圖紙要求進行定位放線;
2、采用硬毛刷對混凝土表面進行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀;
3、按設(shè)計要求裁剪碳纖維布;
4、涂抹底膠,粘貼碳纖維布,并沿著單向多次刮壓,涂刷面膠,并對碳纖維布進行防護;
5、待膠固化后,對粘貼碳纖維布進行驗收。
總而言之,碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比,碳纖維布加固法具有抗拉強度高,耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點,為結(jié)構(gòu)安全保駕護航。對于配有底膠應(yīng)按說明進行涂刷和養(yǎng)護,不得擅自免去涂刷底膠工序。與此同時,碳纖維布加固除了對開裂的梁板進行加固處理之外,還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復(fù)工程中應(yīng)用。
加固纖維板材介紹
纖維加固技術(shù)是在上世紀(jì)八十年代興起的新興技術(shù),由于纖維復(fù)合材料優(yōu)異的機械性能和化學(xué)性能,已備受工程界的青睞,并在工程加固中廣泛應(yīng)用。與其他芳綸纖維、玻璃纖維不同,碳纖維具有明顯的各向異性,柔軟可加工性。其中以玄武巖纖維、芳綸纖維、碳纖維、玻璃纖維四種纖維增強材料運用為廣泛。然而各種纖維材料的力學(xué)性能參數(shù)各有差別,其可設(shè)計性和加工性也各不一樣。
1、玄武巖纖維
玄武巖纖維是一種新型的礦物纖維,是由玄武巖原材料經(jīng)高溫熔線拉絲而制成的。高強度和模量較高,可與混凝土的相容,它的價格是在芳綸纖維和玻璃纖維之間。由于其原材料來自天然玄武巖,產(chǎn)品性能非常大,也已經(jīng)以多種形式成為加固材料在工程中應(yīng)用。
2、芳綸纖維
芳綸纖維具有高強度、高模量、低延伸率、電絕緣性好、抗沖擊性好、柔軟可加工性、施工簡便的優(yōu)良性能?,F(xiàn)場拉拔是檢測碳布、鋼板粘貼效果的一個重要步驟,檢測合格可以說明現(xiàn)場的粘接效果是滿足要求,這也能充分說明結(jié)構(gòu)膠的粘接性能好壞。在許多方面和碳纖維是互補的,也是一種重要的纖維增強材料。芳綸纖維可單獨使用,也可與碳纖維、玻璃纖維等混合使用。國外芳綸纖維的應(yīng)用十分廣泛,然而在我國,芳綸纖維作為結(jié)構(gòu)加固材料在我國的應(yīng)用仍處于起步階段。
3、碳纖維
碳纖維作為加固材料,具有一定的固有缺陷,如抗沖擊強度低、抗剪強度低、導(dǎo)電性強,會產(chǎn)生電磁干擾,應(yīng)用范圍有限。辨別碳纖維布的優(yōu)劣碳纖維布自進入中國以來,以高強度、抗腐蝕、耐老化和耐久性好,和物理性能穩(wěn)定等優(yōu)勢成為建筑加固補強的選,為許多碳纖維材料生產(chǎn)廠家和加固企業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展。由于其具有高強度、高模量、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)良的力學(xué)性能,在建筑工程使用中仍得到了廣泛的應(yīng)用。中國每年碳纖維年消耗量占世界總產(chǎn)量的四分之一,碳纖維是增長快的、發(fā)展?jié)摿Φ氖抢w維增強復(fù)合材料。
4、玻璃纖維
玻璃纖維包括高強度玻璃纖維和無堿玻璃纖維,玻璃纖維的延伸率以及抗拉強度低,價格便宜,但彈性模量查,耐堿性差,受鹽腐蝕性差,施工操作差。因此應(yīng)用范圍受限制較多,適用于加固要求低的場合。