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芳綸碳纖維板加固原理

芳綸纖維板的加固方式主要是將芳綸纖維板使用粘鋼膠后沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在梁底受拉區(qū)，使芳綸纖維板與加固基體形成一個(gè)新的復(fù)合體，以提高芳綸纖維板與原有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)共同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。2、按設(shè)計(jì)要求對(duì)破損面鋼筋處理后用環(huán)氧樹(shù)脂裂縫膠進(jìn)行灌縫或封閉處理，并保證鋼筋保護(hù)層厚度不小于15mm。芳綸碳纖維板和混凝土梁通過(guò)粘結(jié)層傳遞剪應(yīng)力和粘結(jié)正應(yīng)力，以達(dá)到共同工作的目的。然而在使用過(guò)程中，芳綸碳纖維板頂部往往會(huì)產(chǎn)生較大的錨固剪應(yīng)力和剝離正應(yīng)力，因此其常見(jiàn)的破壞模式主要有三種：

1、受壓區(qū)混凝土被壓壞相當(dāng)于混凝土適筋梁破壞梁體所具有的良好延性

2、混凝土粘結(jié)面剪切破壞，即在芳綸纖維板端部應(yīng)力下作用由于粘結(jié)層的剝離強(qiáng)度較低導(dǎo)致芳綸纖維板剝落

3、混凝土保護(hù)層剝落破壞，這是由于端部混凝土保護(hù)層被拉裂產(chǎn)生豎向裂縫，當(dāng)裂縫延伸到縱向鋼筋后，又沿鋼筋產(chǎn)生水平向的剝離裂縫，使芳綸纖維板連同保護(hù)層發(fā)生剝離破壞。

碳纖維加固技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和施工要點(diǎn)介紹

施工要點(diǎn)

1、基面處理

界面處理的好壞直接影響大碳纖維的加固效果，因此對(duì)于粘貼部位的混凝土表面必須反復(fù)打磨平整，去除混凝土表面的劣化部分并與涂刷底層樹(shù)脂前用吹風(fēng)機(jī)清理干凈。

2、溫度影響

要注意環(huán)境溫度變化對(duì)樹(shù)脂固化的影響，如氣溫低于要求則停止施工或采取必要的保溫措施。

3、粘貼滾壓

粘貼過(guò)程中要用滾筒沿纖維單一方向反復(fù)滾壓，擠出氣泡使樹(shù)脂充分浸漬碳纖維。

4、碳纖維裁剪

碳纖維布采用現(xiàn)場(chǎng)裁剪，分段粘貼的方式，在碳纖維布的搭接部位做好標(biāo)志，確保碳纖維布之間的搭接長(zhǎng)度應(yīng)不少于100mm。

碳纖維加固施工質(zhì)量檢查及驗(yàn)收

1,、材料要求

在施工之前，應(yīng)確認(rèn)碳纖維片材和配套樹(shù)脂類粘結(jié)材料的產(chǎn)品合格證、產(chǎn)品質(zhì)量出廠報(bào)告。

2、位置偏差

碳纖維片材的實(shí)際粘貼面積不應(yīng)少于設(shè)計(jì)面積，位置偏差不應(yīng)大于20mm。

3、嚴(yán)格檢查驗(yàn)收

采用碳纖維片材和配套樹(shù)脂類粘結(jié)材料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行各工序隱蔽工程的檢驗(yàn)及驗(yàn)收。

4、粘貼質(zhì)量檢驗(yàn)

碳纖維片材與混凝土之間的粘貼質(zhì)量，可用小錘輕輕敲擊或手壓碳纖維片材表面的方法檢查，總有效粘結(jié)面積不應(yīng)低于95%。當(dāng)碳纖維布的空鼓面積大于1000mm時(shí)，宜將空鼓部位的碳纖維片材切除，重新搭貼量的碳纖維片材，搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm。

增大截面加固法

　　增大截面法用于提高柱的抗壓能力。碳纖維束只有分布排列均勻，加工成復(fù)合材料后才能起到整體均勻受力的作用，若材質(zhì)的均勻性不好，則構(gòu)件受力后到之纖維片拒不受力不均，使碳纖維補(bǔ)強(qiáng)的效果不能充分發(fā)揮出來(lái)。加固柱應(yīng)根據(jù)柱的類型、截面形式、所處位置及受力情況等的不同，采取相應(yīng)的加固構(gòu)造方式。新增縱向受力鋼筋應(yīng)由計(jì)算確定，但直徑不應(yīng)小于14mm。鋼筋在加固樓層范圍內(nèi)應(yīng)通長(zhǎng)布置?？v筋布置以不與梁相交為宜，若相交則應(yīng)采用植筋技術(shù)錨固于梁中，且應(yīng)滿足植筋的相關(guān)要求?？v向受力鋼筋上下兩端都應(yīng)有可靠的錨固?？v筋下端應(yīng)伸入基礎(chǔ)，滿足錨固要求。上端應(yīng)穿過(guò)樓板與上層柱連接或者在屋面板處封頂錨固。新增箍筋應(yīng)使新舊兩部分整體工作，箍筋直徑宜與原箍筋相同，且不應(yīng)小于8mm。箍筋在規(guī)定的范圍內(nèi)應(yīng)加密，其間距和加密區(qū)范圍應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范。新增混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比原柱提高一級(jí)，且不應(yīng)低于C25。

　　外粘型鋼加固法

　　外粘型鋼加固法用于大幅提高柱截面承載力和抗震能力。該方法應(yīng)根據(jù)柱的類型、截面形式、所處位置以及受力情況等的不同，采用相應(yīng)的加固構(gòu)造方式。在浸漬膠凝固后，檢查碳纖維布的粘貼質(zhì)量，在構(gòu)件上覆蓋一層塑料薄膜，養(yǎng)護(hù)后松開(kāi)張拉機(jī)具，裁除多余的碳纖維布，將張拉機(jī)具卸除。柱的縱向受力角鋼應(yīng)由計(jì)算確定，但不應(yīng)小于L75*5。角鋼在加固樓層范圍內(nèi)應(yīng)通長(zhǎng)布置?？v向角鋼應(yīng)有可靠錨固，角鋼下端應(yīng)錨固于基礎(chǔ)，中間應(yīng)穿過(guò)各樓層板，上端應(yīng)伸至加固層的上一層樓板底或錨固于屋面頂板上。沿柱軸線方向應(yīng)隔一定距離用扁鋼制作箍板或者綴板與角鋼進(jìn)行焊接。箍板截面積、間距以及角鋼膠縫間距與梁加固一致。

　　碳纖維布加固法

　　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。

　　碳纖維布加固技術(shù)是利用專用結(jié)構(gòu)膠將碳纖維布粘貼在混凝土表面，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，CFRP通過(guò)與混凝土之間協(xié)同工作，對(duì)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)起到加固及改善受力性能的作用。

　　通過(guò)碳纖維布加固，能有效改善結(jié)構(gòu)狀態(tài)（減少變形、降低原有結(jié)構(gòu)應(yīng)力、減少裂縫）

碳纖維加固材料的優(yōu)勢(shì)

1、疲勞強(qiáng)度

碳纖維材料的疲勞強(qiáng)度較高，是高強(qiáng)鋼絲無(wú)法比擬的，即使是普通的芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高強(qiáng)鋼絲。金屬材料在交變應(yīng)力的影響下，疲勞強(qiáng)度也會(huì)降低，另外，雖然復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度相對(duì)較高，但是也比不上碳纖維材料的疲勞強(qiáng)度。

2、彈性模量

碳纖維材料的拉伸彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼板等加固材料，而我們?cè)诩庸坦こ讨谐Ｓ玫姆季]的拉伸彈性模量?jī)H為鋼板的50%，玻璃纖維復(fù)合材料的的拉伸彈性模量只有鋼板的25%。

3、抗拉強(qiáng)度

和其他的加固材料相比，碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度是Z為的，是鋼材抗拉強(qiáng)度的10倍以上。

4、性能優(yōu)越

碳纖維材料加工制作工藝特殊，也屬于復(fù)合型材料，材料的質(zhì)地較輕，另外，性能優(yōu)越，在加固施工時(shí)，裁剪方便，施工便利，能夠縮短工期，同時(shí)也能夠節(jié)省施工成本。

5、施工簡(jiǎn)單

用碳纖維材料進(jìn)行加固施工時(shí)，沒(méi)有施工技巧，只要掌握基本的施工要點(diǎn)，就能保證施工效果。而且施工結(jié)束后，對(duì)于建筑物原有的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不會(huì)產(chǎn)生影響，屬于對(duì)建筑物造成損傷程度Z低的加固施工方式。

6、施工預(yù)算

和碳纖維材料相比，鋼板等加固材料的市場(chǎng)售價(jià)較高，同樣的加固工程，使用碳纖維材料進(jìn)行加固施工，需要的施工預(yù)算更低，能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目節(jié)省開(kāi)支。

7、重量較輕

和鋼材等材料相比，碳纖維材料的重量?jī)H為鋼材的20%，自重還是非常輕的。