碳纖維在裂縫修補中的應用
發布時間:2014-07-15
提要:按an質zhi量liang強qiang度du比bi,碳tan纖xian維wei是shi迄qi今jin為wei止zhi我wo們men所suo能neng生sheng產chan的de最zui好hao的de材cai料liao,其qi強qiang度du比bi鋼gang高gao得de多duo而er體ti積ji很hen小xiao。碳tan纖xian維wei織zhi物wu是shi一yi種zhong很hen好hao的de消xiao除chu彎wan曲qu和he開kai裂lie的de方fang法fa,幾ji乎hu適shi用yong於yu各ge種zhong情qing況kuang包bao括kuo混hun凝ning土tu砌qi塊kuai牆qiang。
碳纖維加固
按an質zhi量liang強qiang度du比bi,碳tan纖xian維wei是shi迄qi今jin為wei止zhi俺an們men所suo能neng消xiao費fei的de最zui好hao的de資zi料liao,其qi強qiang度du比bi鋼gang高gao得de多duo而er體ti積ji很hen小xiao。碳tan纖xian維wei正zheng在zai改gai動dong著zhe許xu多duo行xing業ye,防fang水shui行xing業ye就jiu是shi其qi中zhong之zhi一yi。
由於碳纖維神奇的功能,使根底的修複變得更容易、更經濟和更無效。碳纖維產品有條狀、U形和片狀等多種,用戶可依據實踐狀況選擇合適的產品。
什麼是碳纖維
確切地講,如今市場上大少數的碳纖維根本上是“經過加工的天然纖維”。
將聚丙烯腈細絲置於500 ℃烤箱內烘烤,脫去氫,使碳原子排成鏈狀,然後將溫度降低至1 200 ℃,接近鋼的熔點,在此溫度下,其中的雜質(大局部是氮)被(bei)濾(lv)出(chu),剩(sheng)下(xia)的(de)簡(jian)直(zhi)是(shi)純(chun)的(de)碳(tan)元(yuan)素(su)。其(qi)高(gao)強(qiang)度(du)的(de)緣(yuan)由(you)是(shi)在(zai)最(zui)初(chu)的(de)熱(re)處(chu)置(zhi)進(jin)程(cheng)中(zhong),碳(tan)原(yuan)子(zi)以(yi)十(shi)分(fen)弱(ruo)小(xiao)的(de)力(li)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)同(tong),構(gou)成(cheng)一(yi)係(xi)列(lie)像(xiang)蜂(feng)窩(wo)或(huo)細(xi)鐵(tie)絲(si)網(wang)那(na)樣(yang)的(de)六(liu)角(jiao)體(ti)。留(liu)在(zai)烤(kao)箱(xiang)中(zhong)的(de)微(wei)纖(xian)維(wei)直(zhi)徑(jing)約(yue)5 μm (人頭發的均勻直徑約50 μm)。將這些微纖維紡成線,編成織物或置於各種根底修補資料中。
優點
tanxianweishiyizhidejuyouzuigaokanglaqiangdudeziliaozhiyi。jibianzainanyixiangxindegaozhanglizuoyongxia,tanxianweiyebuhuishenchanghuoduanlie,zheyitexingzaidixiagouzaohunningtuxiubuzhongshifenyouyong。buguancaiyonghezhongfangshidechanpin,tanxianweinengshidixiashiqiangtibuwanqu、不收縮開裂。
常用於根底修補的工字梁可以抵擋136~181 kN的拉力,避免牆體彎曲,而10 cm寬的碳纖維條可接受8至10倍這樣的壓力,其厚度隻要3.2 mm。
關guan於yu業ye主zhu來lai講jiang,用yong碳tan纖xian維wei修xiu補bu房fang屋wu裂lie痕hen施shi工gong方fang便bian快kuai捷jie,而er且qie不bu占zhan用yong空kong間jian,使shi房fang屋wu有you更geng多duo的de運yun用yong空kong間jian和he增zeng大da再zai出chu售shou的de時shi機ji。還hai有you一yi個ge益yi處chu,修xiu補bu完wan成cheng後hou簡jian直zhi不bu留liu痕hen跡ji。
關於承包商來講,這種辦法不再需求風鎬或反鏟,也不需求有人拉混凝土料鬥。少數狀況下施工隻需1~2人,不到1 d就能完成。
一位熟習碳纖維的地下室修補專家將碳纖維產品和鋼梁作了粗略的比擬。在美國,整套碳纖維的費用為140美元,而采用鋼梁的費用為122.5美元。他講,假如把添加的休息力、設備、運輸費用,卡車正常運用的磨損、鋼梁運上天下室對牆體的損壞等要素思索在內,鋼梁方案並不節省。
一位碳纖維修補產品經銷商也以為,單從資料價錢看,碳纖維比鋼梁要稍貴些,但假如把休息力、工具以及施工日子等思索出來,你會發現這樣的價錢是可以承受的。
碳纖維的另一個優點是經久耐用。即便在室外嚴酷的氣候條件下,其功能也不下降、不腐蝕、不變形(鋼斷裂時伸長約6%,而碳纖維不到1%)。
碳纖維可以用來波動任何一種清潔枯燥的基層,如混凝土砌塊、現澆混凝土甚至磚和黏土瓦。
缺陷
雖然碳纖維具有難以相信的超強抗拉強度,但卻簡直沒有抗壓強度或抗剪強度。帶狀和U型xing的de單dan向xiang產chan品pin很hen容rong易yi斷duan裂lie,除chu非fei采cai取qu措cuo施shi確que保bao其qi一yi直zhi處chu於yu受shou拉la形xing態tai,例li如ru用yong環huan氧yang樹shu脂zhi或huo砂sha漿jiang來lai填tian補bu裂lie痕hen,而er不bu必bi聚ju氨an酯zhi泡pao沫mo,由you於yu太tai軟ruan不bu能neng避bi免mian變bian形xing。
碳纖維的另一個弱點是需求嵌凸縫,這一點是承包商必需留意的。假如牆體在夏季有2.5 cm的擾度,修補時承包商又不留意嵌凸縫,到來年春天牆領會反彈回來,U形碳纖維就會脫開或零落。
碳纖維不能處理構造生效的成績。任何沉降成績必需在停止碳纖維處置前處理,不能指望用碳纖維來矯直牆體、接受剪力或阻止沉降。依據經曆假如牆體彎曲曾經超越5.1 cm,碳纖維就不適用了。
施工
碳纖維的運用很像玻璃纖維。首先確定什麼中央要補強,然後在牆上將部位標出。用環氧樹脂修補裂痕時,每隔30~60 cm應有一個碳纖維條。
接著,在要運用碳纖維的部位將任何塗料、髒物或其他雜物打磨掉。許多製造商建議用環氧樹脂填充裂痕和砂漿縫,以增加和消弭牆體的位移而且使外表較為平滑、有最佳的粘結性。
當顯露集料、waibiaomopingheliehentianbuhou,zaiqiangtishanghetanxianweichanpindefanmianshuahuanyangshuzhi,xixindijiangtanxianweichanpinyuqiangzhanjie。tanxianweiziliaobixuwanquanjinzaihuanyangzhong。youduoshuzhizaoshangyaoqiushigongdierdaohuanyangshuzhi,yiquebaozhanjie。danwulunruhe,huanyangditushibixude。
地下室修補
在美國至多有6家公司製造專門用於地下室修補的碳纖維產品,包括用於彎曲牆體的條、修補裂痕的U形釘、包柱子用的薄片、替代鋼的預固化板以及用於四角和接縫的專門產品。
碳纖維條
也許最著名的碳纖維修補產品要數碳纖維加強條(Reinforcer)了。混凝土砌塊牆最蹩腳的成績是會發作弓形彎曲,而采用碳纖維加強條波動牆體比任何其他辦法都奏效快。
這種條狀產品約寬10 cm,運(yun)用(yong)時(shi)固(gu)定(ding)在(zai)牆(qiang)麵(mian),從(cong)接(jie)近(jin)空(kong)中(zhong)的(de)中(zhong)央(yang)不(bu)斷(duan)至(zhi)頂(ding)棚(peng),在(zai)整(zheng)個(ge)長(chang)度(du)上(shang)支(zhi)撐(cheng)牆(qiang)麵(mian),使(shi)牆(qiang)體(ti)波(bo)動(dong)。假(jia)如(ru)采(cai)用(yong)鋼(gang)梁(liang)方(fang)案(an),鋼(gang)梁(liang)隻(zhi)是(shi)與(yu)弓(gong)形(xing)牆(qiang)體(ti)的(de)兩(liang)頭(tou)局(ju)部(bu)接(jie)觸(chu)。
用於地下室根底牆時,碳纖維加強條還能進一步抵消牆外壓力,使牆的內外表不受拉;牆體不受拉,牆就不會彎曲。
還有一品種似的產品,碳纖維封裝在熱固性樹脂裏,製造進程中在壓力形態下固化。牆體打底後,用起來就像自粘產品,寬度有5 cm、10 cm、15 cm 幾種。
zhezhongtiaozhuangchanpinyigenenggoudechengjishihuijiangtuyalizhuanyidaogendiqiangdedibuhedingbu,younenggoureqiwaijiadesunhuai。weilijiejuezhegechengji,yongluosijianglvhuoduxindegudingtiaogudingzhiminbanshang,shangmianyonghuanyangjiangdaizhuangzhiwuzhanzaiqiangshang。yeyouyunyongtanxianweizhuzhuangdingjiangtanxianweijiaqiangtiaogudingzaiqiangjishangde。
碳纖維薄片
單向碳纖維條在遇到垂直荷載時就不能發揚作用,為此需求能雙向接受荷載的片狀產品。
有一種碳纖維織物,尺寸為61 cm×152 cm,可以程度、垂直甚至對角方向運用,以確保與裂痕垂直,使碳纖維的高抗拉強度充沛發揚作用。
碳纖維織物是一種很好的消弭彎曲和開裂的辦法,簡直適用於各種狀況包括混凝土砌塊牆。
施工辦法與條狀產品相似。由於纖維必需完全滲透樹脂,大少數此類產品在粘至牆上後還要施加第2遍環氧樹脂。
這(zhe)種(zhong)產(chan)品(pin)還(hai)能(neng)處(chu)理(li)條(tiao)狀(zhuang)產(chan)品(pin)不(bu)能(neng)處(chu)理(li)的(de)成(cheng)績(ji)。例(li)如(ru)產(chan)品(pin)比(bi)擬(ni)柔(rou)軟(ruan),能(neng)很(hen)好(hao)地(di)順(shun)應(ying)外(wai)形(xing)不(bu)規(gui)則(ze)的(de)構(gou)造(zao),如(ru)圓(yuan)或(huo)方(fang)柱(zhu)。此(ci)外(wai),用(yong)於(yu)橋(qiao)梁(liang)和(he)立(li)交(jiao)橋(qiao)的(de)樁(zhuang)和(he)梁(liang)上(shang),比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)修(xiu)補(bu)辦(ban)法(fa)經(jing)濟(ji),由(you)於(yu)既(ji)不(bu)需(xu)求(qiu)風(feng)鎬(hao),也(ye)不(bu)必(bi)封(feng)鎖(suo)路(lu)途(tu)。
碳纖維U形釘
關於現澆混凝土牆,這種Uxingtanxianweidingshifenwuxiao。tongchang,xianjiaohunningtuqiangshangdeliehenxiubucaiyonggaoyahuanyangzhushejishu,yonghuanyangshuzhijiangkailiedehunningtuzhanjiezaiyitong。chengjishijiaruyouweiyi,liehennenggouzaicizaihunningtuhehuanyangshuzhidezhanjiechufasheng,yunyongtanxianweidingjiukeyichulizhegechengji。youzhizaoshangcheng,yunyongzhezhongchanpinduizhenggeliehenxiubudefeiyongtianjiabuduo,erqieshigongjianbian,zhixuzaichuizhiliehenzouxiangdeliangbianzuoyipaikong,zaizhushehuanyangshuzhishijiangdinggudingzhu。
成績是假如牆體稍有位移,在接近粘結縫、但沒有U形釘的中央能夠會發作裂痕。好在關於住宅業主來講,裂痕不是在原來的中央,可以以為是新成績。
結語
用碳纖維產品停止裂痕修補性價比高,與傳統做法相比,不必設備、無需開挖、沒有混凝土和鋼梁等。
從美觀的角度而言,用碳纖維修補後,完全不影響外表的裝飾。