什么是碳纖維布加固?
可以結(jié)合百科和碳纖維布加固施工圖看下。施工流程圖百度圖片上有很多立體的和平面的。
碳纖維布加固是砌體結(jié)構(gòu)采用纖維增強(qiáng)材料粘貼加固,是一種比較新型的加固方法,作用是纖維材料在加固結(jié)構(gòu)中承擔(dān)拉應(yīng)力,改善構(gòu)件的受力狀態(tài),限制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。
碳纖維布專用建筑加固的碳布,一般平方克重有300g和200g,對(duì)應(yīng)的厚度為0.167MM和0.111MM;每平方米的寬幅一般有100MM、200MM、300MM、500MM、1000MM;碳纖維布配套環(huán)氧樹(shù)脂又名碳纖維膠一起用于建筑加固補(bǔ)強(qiáng)。配套的理論比例為1㎡/1kg,也就是一平方米碳纖維布需要配套碳纖維膠一公斤。
現(xiàn)在有很多企業(yè)和廠家都提供整個(gè)加固方案,不僅有產(chǎn)品,更有整套加固方案,比如上海同灄和灄口其實(shí)就是一家,同灄負(fù)責(zé)工程加固,灄口提供生產(chǎn)SKO碳纖維布及其配套碳纖維膠。
房屋碳纖維加固方法
加固熱線:
房屋碳纖維加固方法主要有以下步驟
1、卸荷。卸荷加固前應(yīng)對(duì)所加固的構(gòu)件盡可能卸荷。
2、基底處理。混凝土表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除,對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層,在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。裂縫部位應(yīng)首先進(jìn)行封閉處理。用混凝土角機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥30mm)。用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈,并保持干燥。
3、涂底膠。按主劑∶固化劑=2∶1(或其他比例)將主劑與固化劑先后置于容器中,用彈簧秤計(jì)量,電動(dòng)攪拌器均勻攪拌,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。一般情況下1h內(nèi)用完。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面,待膠固化后(固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定,以指觸干燥為準(zhǔn))再進(jìn)行下一工序施工。一般固化時(shí)間為2~3d。
4、基面找平。混凝土表面凹陷部位應(yīng)用填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)填補(bǔ),盡量減小高度差。轉(zhuǎn)角處也應(yīng)處理成光滑的圓弧,半徑不小于30mm。
5、粘貼碳纖維布。按設(shè)計(jì)要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布,除非特殊要求,纖維布長(zhǎng)度一般應(yīng)在3m之內(nèi)。調(diào)配、攪拌面膠(使用方法與底膠相同),然后均勻涂抹于待粘貼的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。粘貼碳纖維布,在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙,用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓,去除氣泡,并使膠充分浸透纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟,待纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹面膠。纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm,纖維布端部固定用橫向纖維布或粘鋼固定
。6、防護(hù)保護(hù)。加固后的纖維布表面應(yīng)采取抹灰或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。3、施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)(1)施工宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行,并應(yīng)符合配套樹(shù)脂的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí),應(yīng)使用適用于低溫的配套樹(shù)脂或采用升溫處理措施。(2)在表面處理和粘貼碳纖維布前,應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。(3)樹(shù)脂配制時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明規(guī)定的配比稱量置于容器中,用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌所用的容器內(nèi)不得有油污及雜質(zhì)。宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度決定樹(shù)脂的每次拌合量,并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。(4)粘貼前板底首先要打磨平整,除去表層浮漿、油污等雜質(zhì),直至完全露出結(jié)構(gòu)新面,混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥;鋼筋露出部位須做防銹處理,如損壞程度嚴(yán)重,須采取其它措施,以確保安全;轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理打磨成圓弧狀,圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。(5)按比例準(zhǔn)確配制好底膠并攪拌均勻,注意一次調(diào)和量在可使用時(shí)間內(nèi)用完,超過(guò)時(shí)間的絕對(duì)不能使用,以確保粘接質(zhì)量;底膠硬化后,在表面有凸起部分時(shí),要用磨光機(jī)或砂紙打光。(6)粘貼碳纖維布時(shí)要從中間向兩側(cè)進(jìn)行粘貼,可避免施工時(shí)產(chǎn)生氣泡影響加固效果。
(7)碳纖維布配套樹(shù)脂的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源,避免陽(yáng)光直接照射。
(8)樹(shù)脂的配置和使用場(chǎng)所,應(yīng)保持通風(fēng)良好,現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)根據(jù)使用樹(shù)脂材料采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施。
(9)涂刷碳纖維專用漆必須等樹(shù)脂初期硬化后再施做,如表面上仍有不平,用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿作細(xì)部找平后再涂刷碳纖維專用漆。
(10)碳纖維布的施工應(yīng)由具過(guò)硬施工工藝技術(shù)的專業(yè)施工隊(duì)伍完成,并應(yīng)精心組織、精心施工.
碳纖維加固施工
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1 范圍
本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于一般粘貼碳纖維布工程。
2 施工準(zhǔn)備
2.1 材料及主要機(jī)具:*
2.1.1 粘結(jié)劑:建筑結(jié)構(gòu)膠,進(jìn)場(chǎng)時(shí)必須有合格證明書(shū)及試驗(yàn)報(bào)告。
2.1.2 碳纖維布:采用碳纖維布需出具出廠合格證。
2.1.3 主要機(jī)具:角磨機(jī)、吹風(fēng)機(jī)等。
2.2 作業(yè)條件:
2.2.1 粘貼碳纖維布所在部位影響施工的附屬設(shè)施拆除。
2.2.2 粘貼碳纖維布用的粘結(jié)劑和鋼板準(zhǔn)備完畢,并經(jīng)檢查合格。
2.2.3 施工工具經(jīng)過(guò)調(diào)試,試運(yùn)轉(zhuǎn)合格。
2.2.4 工長(zhǎng)根據(jù)施工方案對(duì)操作班組已進(jìn)行全面施工技術(shù)交底,粘貼碳纖維布申請(qǐng)書(shū)已被批準(zhǔn)。
3 操作工藝
3.1 工藝流程;
構(gòu)件基底處理 → 涂刷底膠 → 修補(bǔ)整平 → 粘貼碳纖維布 → 防護(hù)處理
3.2 構(gòu)件基底處理:混凝土表面用角磨機(jī)、砂輪(砂紙)等工具,去除混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整。用脫脂棉沾丙酮擦拭表面,用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈并保持干燥。
3.3 粘結(jié)劑攪拌:
3.3.1 根據(jù)配合比確定各種材料用量,嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行配制,并應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行臨時(shí)配置,每次配膠量以一次用完為宜。
3.3.2 粘結(jié)劑開(kāi)始攪拌時(shí),由施工單位主管技術(shù)部門(mén)、工長(zhǎng)組織有關(guān)人員,對(duì)材料進(jìn)行檢查。
3.4 涂刷底膠:粘結(jié)劑配制好后,用滾筒刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面,等膠固化后,再進(jìn)行下一道工序。
3.5 修補(bǔ)找平:
3.5.1 混凝土表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ),盡量減少高差。
3.5.2 轉(zhuǎn)角的處理,應(yīng)用整平膠料將其修補(bǔ)為光滑的圓弧。整平膠料須固化后,方可再進(jìn)行下一道工序。
3.6 粘貼碳纖維步:按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布。配制、攪拌粘貼膠料,然后用滾筒刷均勻涂抹于所粘貼部位,在搭接、拐角部位適當(dāng)多涂抹一些。用特制光滑磙子在碳纖維布表面沿同一方向反復(fù)滾壓至膠料滲出碳纖維布外表面,以去除氣泡,使碳纖維布充分浸潤(rùn)膠料,在碳纖維的外表面均勻涂抹一層粘結(jié)膠料。
3.7 固化:粘貼劑在常溫下固化,3d即可受力使用。
4 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
4.1 保證項(xiàng)目:
4.1.1 粘貼碳纖維布所用的粘結(jié)劑、碳纖維布等必須符合規(guī)范及有關(guān)規(guī)定,檢查出廠合格證或試驗(yàn)報(bào)告是否符合質(zhì)量要求。
4.1.2 粘結(jié)劑的的配合比、原材料計(jì)量、攪拌,必須符合施工規(guī)范規(guī)定。
4.2 基本項(xiàng)目:碳纖維布的粘接的密實(shí)度應(yīng)當(dāng)保證,不得有空鼓等缺陷。
4.3 允許偏差項(xiàng)目,有效粘結(jié)面積錨固區(qū),有效粘結(jié)面積不應(yīng)小于90%,非錨固區(qū)有效粘結(jié)面積不應(yīng)小于70%。
5 成品保護(hù)
5.1 膠粘劑固化后不準(zhǔn)在粘貼構(gòu)件上進(jìn)行高溫作業(yè)。
6 應(yīng)注意的質(zhì)量問(wèn)題
6.1 基面打磨:混凝土基面必須經(jīng)過(guò)打磨,并清理干凈,表面凹陷部位應(yīng)用刮刀嵌刮整平膠料填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用整平膠料填補(bǔ),盡量減少高差。
7 質(zhì)量記錄
本工藝標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具備以下質(zhì)量記錄:
7.1 結(jié)構(gòu)膠合格證明書(shū)及進(jìn)場(chǎng)復(fù)試報(bào)告。
7.2 碳纖維布試驗(yàn)報(bào)告。
7.3 粘貼碳纖維布分項(xiàng)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定。
7.4 粘貼碳纖維布施工日志。
現(xiàn)在碳纖維加固的單價(jià)一般在400-600不等,價(jià)格差異主要是由采用的碳纖維材料的不同決定的。
碳纖維布加固真的牢固嗎
碳纖維布加固是房屋加固改造工程廣泛應(yīng)用的加固方法之一,其加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理以達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。
該加固技術(shù)能被廣泛應(yīng)用源于其這些優(yōu)點(diǎn):
(1)纖維復(fù)合材的抗拉強(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)碳纖維復(fù)合材加固的耐久性好,可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞;
(4)碳纖維加固的施工方便快捷、省力節(jié)時(shí)、施工質(zhì)量易于保證。
(5)加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響,維護(hù)費(fèi)用低。
但中青建筑加固認(rèn)為其也存在不足之處,即是加固效果及施工質(zhì)量很大程度依賴房屋加固改造公司對(duì)纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠的選取,而現(xiàn)在市場(chǎng)上纖維材料和結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量參差不齊,價(jià)格相差比較大,這樣也就有些自身要求不嚴(yán)格的施工單位沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選擇材料,而材料是決定此加固方法效果的關(guān)鍵。還有就是本身方法的缺陷,兩種不同材料的共同工作問(wèn)題,規(guī)范雖然作了滯后效應(yīng)的考慮,但實(shí)際當(dāng)中加上施工的誤差,材料本身的差異,理論跟現(xiàn)實(shí)是有較大出入的。且加固規(guī)范要求此法在加固時(shí)不能超過(guò)原構(gòu)件承載力的40%,這也是這一加固方法的一個(gè)比較缺點(diǎn)。另現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)還要注意防火問(wèn)題。
貼碳纖維布加固的一般施工過(guò)程有哪些
混凝土表面處理:混凝土鑿除粉飾層、油污等,用角磨機(jī)去1-2mm厚表層
混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角處,應(yīng)進(jìn)行倒角處理
定位放線:設(shè)計(jì)單位確定需要加固的部位
底膠施工:用毛刷或者滾筒在混凝土表面刷一層碳纖維底膠,不得混入氣泡,膠表層指干厚可進(jìn)行多層涂抹
找平施工:混凝土有氣孔或者缺陷的部位進(jìn)行找平
配制碳纖維浸漬膠:按照2:1的比重配制碳纖維浸漬膠,倒入干凈容器,均勻攪拌,不得混入氣泡
涂碳纖維浸漬膠:將碳纖維浸漬膠均勻的涂在需要粘貼的部位,拐角的地方需要多涂一點(diǎn)
碳纖維布:按照設(shè)計(jì)剪切碳纖維布
粘貼碳纖維布:將碳纖維布拉緊對(duì)齊后粘貼
檢查空隙和氣泡:同一方向反復(fù)滾壓,膠料滲出,再涂上碳纖維浸漬膠使碳纖維布雙向浸潤(rùn)
碳纖維布重復(fù)粘貼,搭接的長(zhǎng)度不小于100mm
碳纖維加固是怎么施工的
工藝流程
施工準(zhǔn)備、砼表面處理、涂刷底膠、構(gòu)件表面殘缺面修補(bǔ)、粘貼碳纖維、表面養(yǎng)護(hù)、找平材料配置、底層或樹(shù)脂配制、浸漬樹(shù)脂配制
碳纖維片材加固施工要點(diǎn):
(1)膠粘劑的配置:將原材料按不同配合比稱量準(zhǔn)確,充分?jǐn)嚢韬蠓娇墒褂谩?/p>
(2)基層處理
a.混凝土表面如出現(xiàn)剝落,蜂窩,腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予剔除,對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層,在剔除后應(yīng)用聚合物水泥砂漿進(jìn)行修復(fù).
b.用混凝土角磨機(jī),砂輪等工具,去除混凝土表面的浮漿,油污等雜質(zhì),構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平。 (3)涂底層: a.按一定比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用攪拌器攪拌均勻,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量,并層嚴(yán)格控制使用時(shí)間. b.用滾桶刷或毛刷將膠均勻涂抹于混凝土構(gòu)件表面, 厚度不超過(guò)0.4mm,并不得漏刷或有流淌,氣泡,等膠固化后再進(jìn)行下一道工序. (4)碳素纖維布: a.按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維布.碳纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于200mm. b.在最外一層碳纖維布的外表面均勻抹一層粘貼膠料. (1)表面防護(hù): 為保證膠的耐久性和耐火性,在碳纖維材料表面粘貼石英砂,表面抹聚合物砂漿20mm.
粘貼鋼板法,碳纖維布加固法適用加固什么樣的受力構(gòu)件?優(yōu)缺點(diǎn)是什么?
粘鋼加固適用于受拉、受壓構(gòu)件都可以,碳纖維加固只適用于受拉.粘鋼加固能大幅度提高承力,施工較復(fù)雜,成本較高,還有防銹問(wèn)題.碳纖維加固施工方便,成本低,提高承載力有限.
碳纖維布施工方法?
碳纖維布及其施工工藝簡(jiǎn)要介紹
碳纖維布加固方法與其他加固方法(增大界面、外包鋼、外加預(yù)應(yīng)力法等)相比屬于較為簡(jiǎn)單的加固方法,今天就由小編簡(jiǎn)單介紹碳纖維布的形成和它相對(duì)應(yīng)施工工藝。
碳纖維布由碳絲通過(guò)紡織機(jī)器編織而成,而碳纖維布按碳纖維規(guī)格可分為1k,3k,6k,12k,24k等,以上所說(shuō)的k就是根數(shù)。碳纖維布可耐1000度左右的高溫,在抗拉強(qiáng)度和彈性模量方面具有優(yōu)勢(shì)。
碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù):
1、必須讓環(huán)氧樹(shù)脂充分浸透碳纖維材料,把每一個(gè)細(xì)小到微米級(jí)的碳纖維絲都粘結(jié)到一起,使之共同承受應(yīng)力。
2、必須使碳纖維復(fù)合材料與既有結(jié)構(gòu)構(gòu)建之間粘結(jié)牢實(shí),形成新的結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受應(yīng)力。
碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)主要材料:碳纖維布;碳纖維布配套樹(shù)脂。
碳纖維布加固主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
1、本身碳布自重輕,厚度小,因而加固后幾乎不增加質(zhì)量和體積;
2、具有良好的柔韌性,適用于梁、柱、板、管道和墻體等各種形狀的構(gòu)件;
3、耐酸、堿、物理腐蝕,適用各種不同環(huán)境;
4、施工便捷,周期短。
施工工藝介紹
1、卸荷。加固前應(yīng)對(duì)所加固的構(gòu)件盡可能卸荷保證達(dá)到最原始狀態(tài)使其加固徹底。
2、基底處理。混凝土表層出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除,對(duì)于較大面積的劣質(zhì)層,在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。裂縫部位應(yīng)首先進(jìn)行封閉處理。用混凝土角機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì),構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥30mm)。用吹風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈,并保持干燥。
3、涂底膠。按主劑∶固化劑=2∶1(或其他比例)將主劑與固化劑先后置于容器中,用彈簧秤計(jì)量,電動(dòng)攪拌器均勻攪拌,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。一般情況下1h內(nèi)用完。用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面,待膠固化后(固化時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)氣溫而定,以指觸干燥為準(zhǔn))再進(jìn)行下一工序施工。
4、基面找平。混凝土表面凹陷部位應(yīng)用填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)填補(bǔ),盡量減小高度差。轉(zhuǎn)角處也應(yīng)處理成光滑的圓弧,半徑不小于30mm。
5、粘貼碳纖維布。按設(shè)計(jì)要求的尺寸及層數(shù)裁剪碳纖維布,除非特殊要求,纖維布長(zhǎng)度一般應(yīng)在3m之內(nèi)。調(diào)配、攪拌浸漬膠(使用方法與底膠相同),然后均勻涂抹于待粘貼的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。粘貼碳纖維布,在確定所粘貼部位無(wú)誤后剝?nèi)ルx型紙,用特制滾子反復(fù)沿纖維方向滾壓,去除氣泡,并使膠充分浸透纖維布。多層粘貼應(yīng)重復(fù)上述步驟,待纖維布表面指觸干燥方可進(jìn)行下一層的粘貼。在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹面膠。纖維布沿纖維方向的搭接長(zhǎng)度不得小于100mm,纖維布端部固定用橫向纖維布或粘鋼固定。
6、防護(hù)保護(hù)。加固后的纖維布表面應(yīng)采取抹灰或噴防火涂料進(jìn)行保護(hù)。
碳纖維布加固系統(tǒng)應(yīng)用范圍
1、混凝土梁的受彎和受剪加固、板的受彎加固、柱的抗震加固等;
2、廠房、大廈、校舍、醫(yī)院及其他工業(yè)和民用建筑加固補(bǔ)強(qiáng);
3、路橋、水利、核電和能源等基礎(chǔ)設(shè)施加固補(bǔ)強(qiáng)。
加固中碳纖維布加固現(xiàn)在多少錢一個(gè)平方?碳纖維布加固效果怎么樣?
碳纖維布加固的價(jià)格按照每平方來(lái)計(jì)算,一般碳纖維布加固的價(jià)格主要看碳纖維布和碳纖維膠水的質(zhì)量,在一個(gè)要看施工的難易程度了,這兩方面決定了碳纖維布加固的價(jià)格.一般市場(chǎng)上碳纖維加固的價(jià)格在220–400之間.碳纖維布加固 鑫澤熙加固提供 僅供參考!!
碳纖維布是怎樣起到結(jié)構(gòu)加固作用的???
碳纖維復(fù)合材料在土木建筑中的應(yīng)用:纖維增強(qiáng)塑料(FRP)是土木工程應(yīng)用的熱點(diǎn),而碳纖維(CFRP)以其良好的物理力學(xué)性能,應(yīng)用最廣泛、成熟。纖維增強(qiáng)塑料包括碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維等,這些復(fù)合材料一般具有耐腐蝕、耐紫外線、輕質(zhì)、高強(qiáng)和非磁性等特點(diǎn),作為工程材料在80 年代初其物理力學(xué)性能有了突破性的改善和提高。碳纖維材料由于性能優(yōu)于其他復(fù)合材料而脫穎而出。CFRP最初應(yīng)用局限于航天、軍事和船舶工程,后來(lái)范圍逐步擴(kuò)大到土木工程領(lǐng)域,加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)是自80年代末至90年代初在初在歐美和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家興起的一項(xiàng)新技術(shù),目前這項(xiàng)技術(shù)已成為土木工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。除此之外,CFRP作為一種新的增強(qiáng)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系正在研究和應(yīng)用。
1、 碳纖維的特點(diǎn)及力學(xué)性能
碳纖維是具有優(yōu)越的物理力學(xué)性能的新材料,也是目前性能最好,用途最多的增強(qiáng)纖維。在土木工程結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)中,使用較多的碳纖維增強(qiáng)塑料是碳纖維片材。目前,在我國(guó)應(yīng)用最多的是日本生產(chǎn)的碳纖維片。這種碳纖維片有單向片、單向預(yù)浸片、單向織布、雙向織布等。CFRP增強(qiáng)塑料是指預(yù)浸料碳纖維(CF),其性能指標(biāo)包括在物理力學(xué)性能方面要求其抗拉強(qiáng)、彈性模量、延伸率等,在施工性和使用耐久性方面主要要求其密度、浸透性、均勻度、耐腐蝕性等指標(biāo)要求。碳纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度是普通建筑鋼材的十幾倍,彈性模量與建筑鋼材在同一水平上并略高,最大可達(dá)鋼材的兩倍左右,一層碳纖維板的補(bǔ)強(qiáng)效果相當(dāng)于4-8層碳素纖維布,能取得良好的補(bǔ)強(qiáng)效果,具有良好的耐久性和耐腐蝕性。
2、 碳纖維的加固應(yīng)用實(shí)例
到目前為止,碳纖維片材在混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受彎加固、受剪加固和柱的抗震加固中研究和應(yīng)用最多,相應(yīng)計(jì)算理論也較為成熟。在受彎加固時(shí),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,在受剪加固時(shí),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,但為了施工方便,可采用纖維方向與構(gòu)件縱軸垂直的方法進(jìn)行加固,抗震加固時(shí),應(yīng)使碳纖維布封閉纏繞在柱上,可以較好地提高抗震性能,除此以外,碳纖維也可沿構(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(shí),也可采用對(duì)碳纖維施加預(yù)應(yīng)力的方法以提高加固效果,碳纖維也可用于剪力墻,以及殼體、筒倉(cāng)、煙囪等特種結(jié)構(gòu)的加固,這些加固方法經(jīng)研究表明是有效的。
3、碳纖維在土木工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀
將短切碳纖維加入新混凝土中,制成碳纖維混凝土用于新結(jié)構(gòu)已有一定的工程應(yīng)用;將碳纖維長(zhǎng)絲制成棒材,在新混凝土中代替鋼筋用于新建結(jié)構(gòu),主要用于海洋工程結(jié)構(gòu)及需電磁波透過(guò)的工程結(jié)構(gòu);將碳纖維加工成束狀或繩狀,用于大型土木工程的拉索或懸索結(jié)構(gòu),該方面應(yīng)用在錨具連接上尚未能很好地解決,仍有一定的應(yīng)用;在新建結(jié)構(gòu)中與混凝土一起做成預(yù)制混凝土板或大跨梁、架等,具有強(qiáng)度高,質(zhì)量輕和耐腐蝕及耐久性等優(yōu)點(diǎn),已有部分工程應(yīng)用;應(yīng)用于各種公路路面工程中,可以極大地提高公路的質(zhì)量及耐久性,已有較多的工程實(shí)例;將碳纖維做成布織物或織物,用于結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ),有大量的工程應(yīng)用,其技術(shù)已基本成熟。
4、 國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀
碳纖維加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在我國(guó)起步較晚,但最近幾年系統(tǒng)地對(duì)碳纖維用于加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究也呈現(xiàn)不斷發(fā)展的趨勢(shì),最初僅有國(guó)家工業(yè)建筑診斷與工程技術(shù)研究中心一個(gè)單位,相繼有清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、東南大學(xué)、大連理工大學(xué)等十余家高等學(xué)校和科研設(shè)計(jì)單位嘗試地進(jìn)行過(guò)國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口碳纖維織物加固混凝土構(gòu)件主要包括板、梁、柱等的模型實(shí)驗(yàn)、加固施工工藝及加固性能評(píng)價(jià)等方面的研究,已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性成果,并在工業(yè)與民用建筑、橋梁與隧道以及公路工程中得到具體的應(yīng)用,收到了良好的效果,現(xiàn)在部分單位著手從事纖維增強(qiáng)材料加固混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范的研究。該課題已列入建設(shè)部研究開(kāi)發(fā)課題及國(guó)家科技部“九五”重點(diǎn)攻關(guān)課題。目前這項(xiàng)工作還處于剛剛起步階段。自1997年5月,國(guó)家工程中心已制作了一些試件,分為20余個(gè)工況,取得了構(gòu)件抗彎、抗剪和抗壓等一些有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),進(jìn)行了多項(xiàng)工程的試點(diǎn)與推廣。相信碳纖維增強(qiáng)材料在國(guó)內(nèi)將有廣闊的發(fā)展前景
目前國(guó)內(nèi)的PAN基碳纖維強(qiáng)度一般在2000~3000Mpa 之間,彈性模量在2.1x105Mpa左右,其性能基本滿足加固要求,碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)成功后,將會(huì)給土木建筑領(lǐng)域加固改造技術(shù)帶來(lái)重大變革,采用碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)將比以往從傳統(tǒng)的技術(shù)更優(yōu)越、更有效率和更方便經(jīng)濟(jì),可以解決傳統(tǒng)的加固方法不能解決的技術(shù)問(wèn)題,具有重大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究開(kāi)發(fā)成功,將為碳纖維材料及其它高性能纖維材料應(yīng)用于建筑業(yè)打下深厚的基礎(chǔ).