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芳綸碳纖維板加固原理

芳綸纖維板的加固方式主要是將芳綸纖維板使用粘鋼膠后沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在梁底受拉區(qū)，使芳綸纖維板與加固基體形成一個(gè)新的復(fù)合體，以提高芳綸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，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。3、環(huán)氧樹脂玻璃纖維復(fù)合筋環(huán)氧樹脂玻璃纖維復(fù)合筋，其抗拉強(qiáng)度，是同規(guī)格普通銅筋、鋼筋的2倍以上。芳綸碳纖維板和混凝土梁通過粘結(jié)層傳遞剪應(yīng)力和粘結(jié)正應(yīng)力，以達(dá)到共同工作的目的。然而在使用過程中，芳綸碳纖維板頂部往往會(huì)產(chǎn)生較大的錨固剪應(yīng)力和剝離正應(yīng)力，因此其常見的破壞模式主要有三種：

1、受壓區(qū)混凝土被壓壞相當(dāng)于混凝土適筋梁破壞梁體所具有的良好延性

2、混凝土粘結(jié)面剪切破壞，即在芳綸纖維板端部應(yīng)力下作用由于粘結(jié)層的剝離強(qiáng)度較低導(dǎo)致芳綸纖維板剝落

3、混凝土保護(hù)層剝落破壞，這是由于端部混凝土保護(hù)層被拉裂產(chǎn)生豎向裂縫，當(dāng)裂縫延伸到縱向鋼筋后，又沿鋼筋產(chǎn)生水平向的剝離裂縫，使芳綸纖維板連同保護(hù)層發(fā)生剝離破壞。

碳布、粘鋼現(xiàn)場拉拔該如何進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固主要涉及到碳纖維加固、粘鋼加固、增大截面加固、外粘型鋼加固以及外加預(yù)應(yīng)力加固等，碳纖維加固和粘鋼加固又是這些加固工藝中經(jīng)常用到的加固方法。用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的碳纖維板能使板材內(nèi)部的碳纖維在承擔(dān)結(jié)構(gòu)傳遞荷載應(yīng)力之前處于較高的應(yīng)力水平，預(yù)先支配了一定程度上的強(qiáng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)性能的發(fā)揮。這兩種加固工藝在施工完畢以后都需要進(jìn)行現(xiàn)場拉拔，來確定粘接是否合格，也經(jīng)常有小伙伴咨詢我們碳布和粘鋼現(xiàn)場拉拔該如何進(jìn)行。

現(xiàn)在給大家介紹下：

1、碳纖維布現(xiàn)場拉拔和粘鋼現(xiàn)場拉拔相同點(diǎn)

在拉拔之前都需要做5個(gè)40MM*40MM的試件粘貼在加固位置的附近，等結(jié)構(gòu)膠完全固化后通知試驗(yàn)室檢測人員來現(xiàn)場進(jìn)行檢測，結(jié)構(gòu)膠一般3-5天都會(huì)完全凝固，力學(xué)性能都會(huì)達(dá)到要求，但為了保險(xiǎn)起見，我們都建議試件在第7天再進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。在做拉拔時(shí)由于需要實(shí)驗(yàn)人員到現(xiàn)場進(jìn)行試驗(yàn)，需要施工單位提前與實(shí)驗(yàn)室人員定好時(shí)間，并且在試驗(yàn)期間，需要監(jiān)理在旁邊進(jìn)行見證。多層粘貼時(shí)，待碳纖維布表面膠液達(dá)到指干立即進(jìn)行下一層施工，若延誤一小時(shí)，必須等12小時(shí)后在施工。試驗(yàn)結(jié)果確定5個(gè)試件都是內(nèi)聚破壞（基材混凝土破壞面積占粘接面積的85%以上），然后通過計(jì)算算出每個(gè)試件的破壞拉力值，將大值和小值去掉，剩下的三個(gè)數(shù)值計(jì)算平均值，算出的值滿足國標(biāo)規(guī)范，則說明現(xiàn)場拉拔合格。

2、碳纖維布現(xiàn)場拉拔和粘鋼現(xiàn)場拉拔不同點(diǎn)

鋼板的試件在粘貼前需要提前裁剪好，碳布的試件可以將整塊碳布粘貼在試驗(yàn)位置，在拉拔試驗(yàn)開始時(shí)再進(jìn)行裁剪。這主要是因?yàn)殇摪逶嚰谡迟N好以后不宜裁剪，如果用等離子切割機(jī)強(qiáng)行切割會(huì)導(dǎo)致膠體受損，而碳纖維布在粘貼好以后可以用角磨機(jī)進(jìn)行切割；碳布經(jīng)常會(huì)有多層拉拔，而鋼板基本不會(huì)有多層拉拔的情況，碳布在進(jìn)行多層拉拔試驗(yàn)時(shí)不可以發(fā)生層間破壞，否則認(rèn)定不合格。（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。

現(xiàn)場拉拔是檢測碳布、鋼板粘貼效果的一個(gè)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。

碳纖維加固與粘鋼加固能無限的提高構(gòu)件承載力嗎？

任何一種加固方法都不是,碳纖維加固與粘鋼加固是在原構(gòu)件基礎(chǔ)上進(jìn)行的，原結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋、混凝土強(qiáng)度等級限制了發(fā)揮作用的程度。

A、以簡支梁抗彎加固為例：

 一bxh矩形截面梁，配有受拉鋼筋A(yù)s，受壓鋼筋A(yù)s’，請問用碳纖維加固，多能增加多少抗彎能力？

答：按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》，在截面和受壓鋼筋一定的情況下，隨著增加受拉鋼筋，構(gòu)件受壓區(qū)高度不斷增加，但不允許超過ξbh0（ξb：所相對界限受壓區(qū)高度）；所以該構(gòu)件能承受的計(jì)算彎矩是不大于Mb 的。用橡膠滾筒順纖維片材方向均勻平穩(wěn)壓實(shí)，使樹脂從兩邊溢出，保證密實(shí)無空洞。[Mb=fcbξbh0（h0-0.5ξb） fy'As’(h0-as')]

  假設(shè)構(gòu)件加固前所能承受的彎矩為M0，用碳纖維加固所能補(bǔ)充的彎矩Mj是可以事先計(jì)算出的，即Mj=Mb-M0 。也就是說如果Mb與M0差值較小，碳纖維抗彎加固的作用是有限的，粘貼更多的碳纖維也不能提高抗彎能力，而只能導(dǎo)致規(guī)范不允許的超筋截面。

B、以簡支梁抗剪加固為例：

 一承受均布荷載bxh矩形截面梁，h/b<4,箍筋A(yù)sv,間距s，請問碳纖維加固多能增加多少抗剪能力？

答：按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 》，該梁允許承受的剪力Vmax=0.25fcbh0,該梁加固前所承受的剪力V0=0.07ftbh0 1.25fyvh0Asv/s。所以用碳纖維加固所能補(bǔ)充的剪力Vj也可以事先計(jì)算出來，即Vj=Vmax-V0 。底膠應(yīng)按說明進(jìn)行配置，攪拌后進(jìn)行抽樣檢測初黏度，符合要求在施工，不得添加稀釋劑或者溶劑改變其黏度，待底膠指干平整在進(jìn)行施工，檢測方法：現(xiàn)場監(jiān)督全部檢查。也就是說如果Vmax與V0差值較小，碳纖維抗剪加固的作用也是有限的。

當(dāng)然，如果與其他加固方法結(jié)合采用，如增大截面、受壓區(qū)加固，還能在更大程度上提高承載力。

環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋的性能

1、環(huán)氧樹脂的運(yùn)用

環(huán)氧樹脂的運(yùn)用十分廣泛，但主要分布在建筑中，能作為建筑涂料，如環(huán)氧樹脂地坪涂料、耐腐蝕性涂料，混凝土管涂料等，還能憑借優(yōu)異的粘合性，作為粘膠劑被運(yùn)用在建工程中，如混凝土的“整體工程”鏈接。使用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)后的碳纖維布相較于普通碳布，強(qiáng)度方面更為優(yōu)越。建筑物的修補(bǔ)、水泥制品的修補(bǔ)、建筑設(shè)施中二修補(bǔ)等。

2、碳纖維筋的優(yōu)勢

碳纖維具有較強(qiáng)的防水和防滲漏的特點(diǎn)，具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性，阻燃性和良好的力學(xué)性能和料號的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，因此也在建筑工程和其他領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。據(jù)投資顧問行業(yè)研究中心相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長。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。在2011年，世界聚基碳纖維的全球需求量為5萬噸，2012年達(dá)6萬噸，到2018年需求量將達(dá)到10萬噸。由此可見，碳纖維的使用越來越廣泛。

3、環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋的特性

環(huán)氧樹脂炭纖維筋的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于PVC鋼絞線，同樣體積的材料，重量上環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋的優(yōu)勢很大；環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋抗拉強(qiáng)度也大于鋼絞線，其熱膨脹系數(shù)較低，就說明在相同的溫度下，膨脹的程度會(huì)低很多，用環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋代替PVC鋼絞線，對于高層建筑來說是一項(xiàng)很創(chuàng)新的運(yùn)用。這兩種加固工藝在施工完畢以后都需要進(jìn)行現(xiàn)場拉拔，來確定粘接是否合格，也經(jīng)常有小伙伴咨詢我們碳布和粘鋼現(xiàn)場拉拔該如何進(jìn)行。