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玄武巖纖維板在橋梁加固中的應(yīng)用

1、環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板加固原理

玄武巖纖維預(yù)浸熱固性環(huán)氧樹脂后，在模具內(nèi)固化并通過連續(xù)拉擠成型成為環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板，玄武巖纖維提供了板材所需要的高強(qiáng)度，樹脂提供了較好的耐腐蝕性能。加固過程中，使用粘鋼膠沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，包括梁、柱、懸挑梁、板等需要加固和變更的工程，使玄武巖纖維板與加固基體形成一個(gè)新的復(fù)合體，即使環(huán)氧樹脂玄武巖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，提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。5、養(yǎng)護(hù)粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護(hù)24h達(dá)到初期固化，并保證固化期間不受干擾。

2、環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板在橋梁加固應(yīng)用概況

   環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板的低密度、高強(qiáng)度、耐久性好、耐酸堿化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)、抗壓抗剪強(qiáng)度大這些優(yōu)異性能都決定了環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板將在橋梁結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)中得到廣泛應(yīng)用。玄武巖纖維板坐補(bǔ)強(qiáng)橋梁混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，不需要增加螺栓和柳釘固定，對(duì)原混凝土結(jié)構(gòu)擾動(dòng)較小，相較于置換混凝土加固法、化學(xué)灌漿施工等加固方法，環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板工藝簡(jiǎn)單方便。相較于其他的加固方式，利用環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板加固有顯而易見的優(yōu)勢(shì)，并作為一種新興技術(shù)，得到愈來愈多的青睞與肯定。三、淺析碳纖維布加固破壞原理及施工工藝據(jù)了解碳纖維布加固技術(shù)在90年代在我國(guó)建筑工程和橋梁隧道工程領(lǐng)域中開始被應(yīng)用，在早期其加固費(fèi)用昂貴，碳纖維布加固技術(shù)的發(fā)展被限制，隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價(jià)不斷降低，使的碳纖維布加固技術(shù)日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應(yīng)用領(lǐng)域中得到了推廣。碳纖維雙向布是以碳纖維為基體材料，以棉花為輔助材料，經(jīng)經(jīng)線編織工藝處理形成的一種新型復(fù)合材料。

碳纖維布加固混凝土柱：

采用碳纖維布對(duì)混凝土進(jìn)行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強(qiáng)度和對(duì)混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。

碳纖維布加固混凝土梁：

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：

1、界限破壞，當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng)，在受壓混凝土達(dá)到極限應(yīng)變的時(shí)候，受拉區(qū)纖維剛好達(dá)到極限強(qiáng)度，此時(shí)材料的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達(dá)大值；

2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區(qū)混凝土被壓壞，碳纖維未達(dá)到極限應(yīng)變；

3、少筋破壞，受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過極限拉應(yīng)變，并達(dá)到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未破壞；

4、超筋破壞，加固量過大，受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土被壓壞；

5、粘接破壞，在達(dá)到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。

與此同時(shí)，碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，卡本碳纖維布在上海證券所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個(gè)共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化，從而導(dǎo)致銹蝕，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。碳纖維的抗拉彈性模量相對(duì)其強(qiáng)度過低，其與鋼筋共同工作時(shí)，當(dāng)鋼筋完全發(fā)揮強(qiáng)度時(shí)CFRP才發(fā)揮出不到20%的強(qiáng)度，從而在結(jié)構(gòu)的適用荷載內(nèi)無法充分利用碳纖維的強(qiáng)度。對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)過后，在采用碳纖維布進(jìn)行加固，大致過程如下：

1、首先按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行定位放線；

2、采用硬毛刷對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀；

3、按設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布；

4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對(duì)碳纖維布進(jìn)行防護(hù)；

5、待膠固化后，對(duì)粘貼碳纖維布進(jìn)行驗(yàn)收。

總而言之，碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強(qiáng)度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，為結(jié)構(gòu)安全保駕護(hù)航。與此同時(shí)，碳纖維布加固除了對(duì)開裂的梁板進(jìn)行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復(fù)工程中應(yīng)用。1、安裝錨固底座本加固方法需要在梁底安裝錨固底座，用于固定碳纖維板張拉系統(tǒng)。

維修碳纖維布加固的局限性

維修碳纖維布加固技術(shù)也一樣，有它的局限性

1、維修碳纖維布的價(jià)格不低，對(duì)于部分有預(yù)算限制的加固工程比較局限。

2、粘貼維修碳纖維布的時(shí)候，如果收到的力超過了極限值會(huì)出現(xiàn)斷裂。

3、目前碳纖維布市場(chǎng)魚龍混雜，普通難以辨別優(yōu)劣，還需要專業(yè)人士區(qū)分。

碳纖維布材料會(huì)有應(yīng)力滯后的缺點(diǎn)，導(dǎo)致性能浪費(fèi)，只能發(fā)揮20%。

增大截面加固法

　　增大截面法用于提高柱的抗壓能力。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。碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，如柔和性好，能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪等加固。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。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。抗拉強(qiáng)度高，是普通鋼材的4-8倍，極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)。

　　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）