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材料特點(diǎn)
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比,具有節(jié)省空間,施工簡便,不需要現(xiàn)場固定設(shè)施,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳素纖維作為劃時代的補(bǔ)強(qiáng)材料,而備受青睞和關(guān)注。
(1)抗拉強(qiáng)度高,是同等截面鋼材的7-10倍。(2)重量輕,密度只有普通鋼材的1/4。(3)耐久性好,可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。(4)施工方便快捷、省力節(jié)時、施工質(zhì)量易于保證。(5)適用范圍廣,混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固??纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
碳纖維加固不適用的情況
1、對于剪切力很大的情況
建筑物的的損毀有時候是因為剪切力,剪切力大的時候,碳纖維加固是不太適用的,剪切力垂直于建筑構(gòu)件,而抗拉力是平衡于構(gòu)件的,所以兩種不同的力,不能都用碳纖維布進(jìn)行加固。
2、當(dāng)建筑物已經(jīng)產(chǎn)生很大變形
樓板已經(jīng)因為承重過大產(chǎn)生較大變形,此時的你用碳纖維布加固,并不能讓樓板回復(fù)原有承載力或保持現(xiàn)有形態(tài),情況只會 越來越糟,變形會加大。所以在建筑物產(chǎn)生已經(jīng)產(chǎn)生較大變形時,應(yīng)考慮其他加固方式,比如增大截面或直接配筋,用植筋加固的方式,提高剛度。
3、建筑構(gòu)件本身剛度不足
當(dāng)建筑構(gòu)件本身抗壓能力就很差,這種情況,如果你通過不斷的張貼碳纖維布,那樣也會 導(dǎo)致碳纖維布無法達(dá)到本身應(yīng)有的工作效率,對建筑荷載本身并沒有提高,對碳纖維布也是中浪費(fèi),如果構(gòu)件本身已經(jīng)支離破碎,在未達(dá)到碳纖維布的抗拉力時,構(gòu)件本身就因為壓力已經(jīng)破損,那這個碳纖維布貼了也是白貼。
碳纖維加固并不是萬l能的,還是有存在的缺點(diǎn),在建筑加固領(lǐng)域中,每種加固方法都有自己的優(yōu)勢,也有不足之處。在建筑需要加固的時候,需要根據(jù)建筑現(xiàn)有的情況來決定采用哪種加固方法,這樣針對性會更強(qiáng),建筑加固的效果也會更明顯。
碳纖維分類及命名
現(xiàn)在炭纖維的主要產(chǎn)品有聚基,瀝青基及黏膠基3大類,每一類產(chǎn)品又因原纖維種類、工藝和炭纖維性能等不同,又分成許多品種?!疤坷w維”一詞實(shí)際上是多種炭纖維的總稱,因此分類及命名就十分重要。20世紀(jì)70年代末期,國際理論與應(yīng)用化合會(IUPAC)曾對炭纖維的分類和命名作了規(guī)定。首先用PAN(聚),MP(中間相瀝青)及VS(黏膠)表示炭纖維的類別,再以小寫英文字母表示熱處理溫度如lht(表示熱處理溫度,低于1400℃),hht(熱處理溫度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符號(如HT表示高強(qiáng)、HM高模、SHT超高強(qiáng)、HTHS高強(qiáng)高應(yīng)變、IM中模及UHM超高模等)。同時指出,聚基,黏膠基及普通型瀝青基炭纖維均屬難石墨化的聚合物炭,而中間相瀝青基炭纖維及氣相生長的炭纖維是易石墨化炭。在第三次國際炭纖維會議上(1985年,倫敦)。曾建議按力學(xué)性能將炭纖維分成下列5級。超高模量級(UHM): 模量在395 GPa以上;高模量級(HM): 模量在310~395 GPa間;中模量級(IM): 模量在255~310 GPa間;超高強(qiáng)度級(UHT): 強(qiáng)度在3.5 GPa以上模量在255 GPa以下;高強(qiáng)度級(HT): 強(qiáng)度達(dá)3.5 GPa。這兩種分級法都有不足之處?,F(xiàn)在炭纖維產(chǎn)品分類由制造商自行標(biāo)明:原纖維種類、單絲孔數(shù)、直徑、排列方式(如平行、纏結(jié)、加捻等),有無表面處理(及其種類),有無上漿(及漿劑種類)等。一些重要的商品名稱及性能,可見聚基炭纖維和瀝青基炭纖維。