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碳纖維加固新技術簡介

作者:admin      查看次數:450      時間:2019-01-16 14:32:17

碳纖維加固新技術簡介:

一、材料介紹

碳纖維具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱等特性,屬典型的高新技術產品,主要用于制備先進復合材料,廣泛應用于宇航、體育用品領域、工業領域。

隨著碳纖維成本的降低及先進低成本制造復合材料技術的突破,碳纖維復合材料在土木工程領域,作為最適合的纖維復合加固材料,其使用量正在逐年急劇增長。

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,具有節省空間,施工簡便,不需要現場固定設施,施工質量易保證,基本不增加結構尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外,采用該加固方法,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強材料,而備受青睞和關注。

1.1碳纖維布加固

粘貼碳纖維布結構加固技術是指采用配套的高性能樹脂膠將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面,使兩者共同工作,提高結構構件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達對建筑筑物進行加固、補強的目的。

碳纖維布加固技術的關鍵在于:

1、必須讓配套的環氧樹脂膠充分浸透碳纖維布,使全部細小碳纖維絲粘結稱為整體,共同受力;

2、必須使碳纖維加固體系與既有結構之間粘結牢固,形成為整體。

1.2 預應力碳纖維板加固

碳纖維板是一種碳纖維加固補強單向板材,其成型工藝是將碳纖維浸漬樹脂后在模具內固化并連續拉擠成型。采用優質碳纖維原料與良好基本樹脂,碳纖維板材具有拉伸強度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能。制成的碳纖維單向板材能充分發揮碳纖維的強度和彈性模量,在施工時可免

碳纖維單向織物的樹脂固化階段,強度利用效率高,施工方便。碳纖維板彈性模量約為165~185GPa,抗拉強度高達2400~2800MPa。

預應力碳纖維板加固法具有以下優點:

(1)高強高效

預應力碳纖維板加固技術充分發揮了碳纖維材料的高強性能,有效提升結構承載力與抗彎剛度,節約碳纖維用量,降低工程總造價。

(2)重量輕、空間要求小

碳纖維比強度高、質量僅為鋼的1/5,基本不增加原結構自重,碳纖維板可以盤卷,能以較大長度供應而無須搭接。沒有濕作業,不需大型施工機具,施工占用場地少,加固完成后不影響原結構使用空間。

(3)良好的耐久性和耐腐蝕性

耐酸、堿、鹽及大氣環境的腐蝕,不須定期維護。

1.3 碳纖維布加固與預應力碳纖維板加固對比

碳纖維布加固施工方便,成本較低,無需復雜設備投入,施工期間,碳纖維布柔性可彎曲,可用于各種基面形式的加固。

而預應力碳纖維板錨固體系,通過對碳纖維施加了預應力,避免了碳纖維片材應變滯后的現象,使碳纖維板強度有效發揮,提升結構承載力,同時提高受彎構件的抗彎剛度,減小原構件的撓度,抑制構件變形和裂縫擴展,解決了碳纖維強度和彈性模量比值過高的矛盾。 

二、 施工工藝介紹

2.1 碳纖維布加固施工工藝

粘貼碳纖維布

碳纖維布施工順序:

施工準備→裂縫處理→混凝土表面處理→粘貼基面找平處理→配制、涂刷浸漬膠→粘貼碳纖維布→質量檢驗與驗收→表面防護處理。

粘貼碳纖維布之前,要將結構裂縫進行處理,并打磨平整。加固部位的混凝土表面應盡量打磨平整,局部表面高差不超過1mm,并清除存在的浮漿、油污。局部凹槽使用找平膠找平。采用找平材料處理轉角部位應修理成光滑的圓弧,半徑不應小于20mm。 配制浸漬膠、找平膠時嚴格按照廠家要求配比和工藝進行,攪拌均勻無起泡產生為止,并防止灰塵等雜質混入。

粘貼碳纖維布時候,沿纖維方向施加壓力并向一個方向或從中間向兩個方向滾動碾壓(不允許來回反復滾動),使樹脂膠液充分侵漬碳纖維布,形成復合材料,消除氣泡和除去多余樹脂,使碳纖維和底層充分粘接。嚴禁交叉垂直于碳纖維方向滾動碾壓施工,以免出現折絲彎絲現象。

自然養護至達到設計要求需要3天左右,之后表面做防護層。

2.2 預應力碳纖維板加固施工工藝

體系構造:由預應力碳纖維板和兩端剛性錨具組成。

通過兩端錨具的夾片夾持向預應力碳板施加預應力,使碳板永久錨固在混凝土上,這樣就沿結構件受彎拉的方向對混凝土施加了預壓應力。可消除或減緩后加構件的應力滯后現象,使其與原構件一起工作。縮小原構件的裂縫寬度,甚至使其完全閉合,推遲混凝土裂縫的出現和開展。大幅度提高梁板的承載能力,達到真正意義的加固。


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