碳纖維布結構加固技術的應用之淺談
發布時間:2014-07-15
【摘要】本文通過對
碳纖維布結構加固技術的分析闡述其在
加固工程中的重要性及使用
【關鍵詞】
碳纖維布結構加固 應用前景
在日益發展的現代建築中,過去的一些已建成建築由於當時設計師未能考慮較大的荷載或較朝前的使用功能或由於時間,環境等的影響導致某些結構構件(梁,板,柱)出現不同程度的損傷,損壞或部分實效,但要重新拆掉另行建設則代價較大,故加固該類建築勢在必行,
加固方法很多,本文僅介紹一種
碳纖維布加固技術.
1、
碳纖維布加固技術簡介
粘貼纖維複合材加固修複
混凝土結構技術是采用配套粘結樹脂將
碳纖維布粘貼於混凝土表麵,使碳纖維片材承受拉應力,並與混凝土變形協調,共同受力,達到提高構件承載能力的目的,起到結構補強和
抗震加固的作用。廣泛適用於建築梁、板、柱、牆等的加固,以及橋梁、隧道、煙囪、筒倉等其它土木工程的加固補強。
2、
碳纖維布加固的原理
用於建築
結構加固的碳纖維材料具有優良的力學性能,其抗拉強度一般為建築用
鋼材的十幾倍;但是,碳纖維材料織成
碳纖維布後hou,其qi中zhong的de各ge碳tan纖xian維wei絲si很hen難nan完wan全quan共gong同tong工gong作zuo,在zai承cheng受shou較jiao低di的de荷he載zai時shi,一yi部bu分fen應ying力li水shui平ping較jiao高gao的de碳tan纖xian維wei絲si首shou先xian達da到dao其qi抗kang拉la強qiang度du並bing退tui出chu工gong作zuo狀zhuang態tai,以yi此ci類lei推tui,各ge碳tan纖xian維wei絲si逐zhu漸jian斷duan裂lie,直zhi至zhi整zheng體ti破po壞huai。而er使shi用yong粘zhan結jie劑ji後hou,各ge碳tan纖xian維wei絲si能neng很hen好hao地di共gong同tong工gong作zuo,大da大da提ti高gao
碳纖維布的抗拉強度,故
碳纖維加固首先必須使
碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作,因此粘結劑對
碳纖維布的加固起著關鍵的作用,它既要確保各碳纖維絲共同工作,同時又確保
碳纖維布與結構共同工作,從而達到加固的目的。
3、
碳纖維布加固技術特點
1)高強高效:
碳纖維布拉伸強度一般均超過3000MPa,拉伸彈性模量超過2.1×10^5MPa,與鋼筋的彈性模量相近,適合於
混凝土結構的加固修複。
2)施工便捷:碳纖維材料輕質、柔軟、易粘貼,比重隻有鋼鐵的1/4, 厚度小於0.5mm。故可以在基本不增加原結構自重及截麵尺寸的情況下,發揮強大的補強效果。
3)養護時間短:常溫下加固完工後72小時可以受力。
4、適用範圍
1)適用於房屋建築、鐵路工程、公路工程、港口工程和水利水電等工程中
混凝土結構的加固和砌體結構、木
結構加固中的共性技術。
2)梁板受拉受彎加固、柱的
抗震加固、構件抗剪加固。
3)采用
碳纖維加固的
混凝土結構,長期使用的環境溫度不應高於60℃。處於特殊環境(腐蝕、放射、高溫等)下的
混凝土結構進行加固時,尚應遵守國家現行有關標準的規定,並采取相應的防護措施。
4)施工宜在環境溫度為5℃以上的條件下進行,並應符合配套樹脂膠要求的施工使用溫度。當環境溫度低於5℃時,應采用適用於低溫環境的配套樹脂或采取升溫措施。
5)被加固
混凝土結構構件的現場實測混凝土強度等級不應低於C15。
碳纖維片材的主要力學指標
性能項目
碳纖維布 碳纖維板
抗拉強度標準值Fcfk ≥3000Mpa ≥2000Mpa
彈性模量Ecf ≥2.1x10^5Mpa ≥1.4x10^5Mpa
伸長率 ≥1.5% ≥1.5%
說明:1、單層
碳纖維布的單位麵積碳纖維質量不宜低於150g/?,且不宜高於450g/?。
2、碳纖維板的厚度不宜大於2.0mm,寬度不宜大於200mm,纖維體積含量不宜小於60%。
5、
施工工藝流程
1)放線定位 :首先熟悉施工圖紙,明確加固部位及範圍,然後在構件上彈線(其輪廓線要大於實貼尺寸20mm以便打磨);
2) 混凝土表麵處理:為(wei)了(le)保(bao)證(zheng)粘(zhan)貼(tie)密(mi)實(shi),在(zai)不(bu)影(ying)響(xiang)原(yuan)結(jie)構(gou)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),采(cai)用(yong)先(xian)人(ren)工(gong)後(hou)機(ji)械(xie)打(da)磨(mo)的(de)方(fang)法(fa),剔(ti)除(chu)表(biao)麵(mian)灰(hui)層(ceng)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)接(jie)觸(chu)麵(mian),混(hun)凝(ning)土(tu)麵(mian)平(ping)整(zheng)度(du)每(mei)米(mi)不(bu)大(da)於(yu)4mm,同時要剔除粘貼麵上的木屑、油汙等雜物,磨去混凝土表麵的附著物,露出混凝土新麵。再用脫脂棉絲擦拭混凝土粘貼麵,去除表麵浮灰,然後用脫脂棉絲沾丙酮(純度80%以上),擦拭2-3遍,最後在粘貼前再清洗一次混凝土表麵,處理結果以表麵無灰塵、油汙為準。
3)裁剪下料:按照設計尺寸並結合實際情況將
碳纖維布準確下料,要求不亂絲、不斷絲。
4)塗刷底層樹脂 :按照產品工藝規定配製底層樹脂,表麵指觸幹燥後立即進行下道工序。
5)找平處理:混凝土表麵凹陷部位用專用找平材料填補平整,且不應有棱角,纖維布通過的轉角處,用找平材料修複成光滑的圓弧,半徑不應小於20mm。表麵指觸幹燥後立即進行下道工序。
6)粘貼:按照產品工藝規定配製粘貼樹脂,將纖維布表麵擦拭幹淨無粉塵後立即塗刷粘貼樹脂,膠層應呈凸起狀,平均厚度不小於2mm,jiangtuyouzhantieshuzhidexianweibugudingzaixuyaozhantiedeweizhi,yongxiangpiguntongshunxianweifangxiangpingwenyashi,shishuzhicongliangbianyichu,baozhengmishiwukonggu。dangpingxingzhantieduocengxianweibushi,qijianjuyingdayu5mm。粘(zhan)貼(tie)兩(liang)層(ceng)纖(xian)維(wei)布(bu)時(shi),應(ying)連(lian)續(xu)粘(zhan)貼(tie),如(ru)不(bu)能(neng)立(li)即(ji)粘(zhan)貼(tie),需(xu)在(zai)粘(zhan)貼(tie)前(qian)對(dui)底(di)層(ceng)纖(xian)維(wei)布(bu)做(zuo)好(hao)清(qing)潔(jie)工(gong)作(zuo)。粘(zhan)貼(tie)碳(tan)纖(xian)維(wei)後(hou)需(xu)對(dui)粘(zhan)貼(tie)層(ceng)進(jin)行(xing)防(fang)火(huo)處(chu)理(li)。
6、檢驗與驗收
碳纖維布與混凝土之間的粘貼質量必須保證其有效粘貼麵積大於95%,施工質量滿足《碳纖維片材加固
混凝土結構技術規程》
7、結語:
通過對
碳纖維加固的實際應用,可以看到,
碳纖維加固技術具有施工便捷、功效高、噪音小、現場整潔等優點,對於
混凝土結構及ji構gou件jian的de補bu強qiang加jia固gu效xiao果guo十shi分fen理li想xiang,在zai對dui新xin舊jiu工gong程cheng加jia固gu方fang麵mian有you著zhe極ji大da的de適shi應ying性xing和he經jing濟ji性xing,在zai各ge方fang麵mian均jun達da到dao了le業ye主zhu的de要yao求qiu,其qi綜zong合he經jing濟ji效xiao益yi和he社she會hui效xiao益yi良liang好hao,具ju有you較jiao大da的de推tui廣guang使shi用yong價jia值zhi。但dan
碳纖維加固技術是一項新技術,隻有在了解其特性和工作原理的前提下,認真加以研究分析,才能充分發揮其在建築行業上的應用,從而在
建築加固技術領域得到更多的選擇。