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碳纖維布加固怎么樣?
隨著建筑老齡化及土地資源日益稀少,建筑結(jié)構(gòu)加固行業(yè)也越發(fā)引起人們的關(guān)注。芳綸碳纖維板抗拉強(qiáng)度比鋼筋大3-4倍左右,彈性模量卻略低于鋼板。目前碳纖維布加固在建筑加固工程中已被廣泛應(yīng)用,碳纖維布加固是一種較為新型的加固方法,即應(yīng)用環(huán)氧樹脂粘結(jié)碳纖維布沿一定方向粘貼在需加固補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件上,使其結(jié)合并共同受力以達(dá)到提高被加固結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性等。但也有不少人疑薄薄一層的碳纖維布,加固真的能達(dá)到預(yù)期的效果嗎?
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首先了解下應(yīng)用碳纖維布加固與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢?
1.碳纖維布的自重僅為200~300克/平方米,設(shè)計(jì)厚度為0.111—0.167mm,加上環(huán)氧樹脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕,所以應(yīng)用碳纖維布加固基本不增加建筑結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸,加固后對建筑負(fù)荷及凈空的影響是的,同時(shí)也不會(huì)影響到建筑原結(jié)構(gòu)的外觀。這兩種加固工藝在施工完畢以后都需要進(jìn)行現(xiàn)場拉拔,來確定粘接是否合格,也經(jīng)常有小伙伴咨詢我們碳布和粘鋼現(xiàn)場拉拔該如何進(jìn)行。
2.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;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);同時(shí)具有抗高溫、抗磨蝕、抗震、耐化學(xué)藥品性,耐熱,耐低溫等性能,這就意味著建筑結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性大大提高。預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固原理1、預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固方法預(yù)應(yīng)力纖維布加固系統(tǒng)由三部分組成:錨具、碳纖維布、碳纖維膠。
3、碳纖維布加固的施工簡便、已操作,不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料等,在一定程度上縮短了加固施工工期。
碳纖維布加固在實(shí)際工程是如何應(yīng)用的?碳纖維布加固在混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件的受彎加固、受剪加固和抗震加固等應(yīng)用多,廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的加固補(bǔ)強(qiáng)。
構(gòu)件受彎加固時(shí),應(yīng)用碳纖維加固時(shí)應(yīng)使碳纖維的纖維方向與受拉區(qū)的拉應(yīng)力方向一致;構(gòu)件受剪加固時(shí),應(yīng)用碳纖維布加固時(shí)應(yīng)使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應(yīng)力方向一致。3、尺寸尺寸:劣質(zhì)的碳纖維布尺寸偏差較大,優(yōu)質(zhì)的碳纖維布長度偏差不超過1。但實(shí)際加固施工中為了方便施工,一般采用纖維方向與構(gòu)件縱軸垂直的方法進(jìn)行加固處理。
構(gòu)件抗震加固時(shí),應(yīng)用碳纖維布加固應(yīng)使碳纖維布封閉纏繞在柱上,這樣可以較好地提高其構(gòu)件的抗震性能,也可使碳纖維沿構(gòu)件軸向粘貼用于受拉構(gòu)件的加固、沿環(huán)向粘貼用于軸心受壓構(gòu)件的加固,在受彎加固時(shí),也可采用對碳纖維施加預(yù)應(yīng)力的方法以提高加固效果。試驗(yàn)結(jié)果確定5個(gè)試件都是內(nèi)聚破壞(基材混凝土破壞面積占粘接面積的85%以上),然后通過計(jì)算算出每個(gè)試件的破壞拉力值,將大值和小值去掉,剩下的三個(gè)數(shù)值計(jì)算平均值,算出的值滿足國標(biāo)規(guī)范,則說明現(xiàn)場拉拔合格。除此之外,碳纖維應(yīng)用與剪力墻、筒倉、煙囪等特種結(jié)構(gòu)的加固,也是具有顯著的加固效果。
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。短切玄武巖纖維在腐蝕性介質(zhì)中具有較高耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性,在飽和的堿性溶液和水泥等堿性介質(zhì)中還能保持更高的抗堿液腐蝕性能,單絲斷裂強(qiáng)度保留率大于75%。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。
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。碳纖維加固預(yù)應(yīng)力碳纖維板即碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)單向板材,采用優(yōu)質(zhì)碳纖維原料與良好基本樹脂,碳纖維板材具有拉伸強(qiáng)度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能,預(yù)應(yīng)力碳纖維板在前者已有特性上提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂荷載、屈服荷載。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,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。
碳纖維布加固混凝土柱:
采用碳纖維布對混凝土進(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。碳纖維加固膠一些重要的操作要點(diǎn):(1)施工環(huán)境通風(fēng)干燥必不可少,粘貼面潔凈是最基本的操作要求、打磨要粗糙徹底,油污的地方要用清水清洗干凈。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)對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。對裂縫進(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、首先按照圖紙要求進(jìn)行定位放線;
2、采用硬毛刷對混凝土表面進(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,并對碳纖維布進(jìn)行防護(hù);
5、待膠固化后,對粘貼碳纖維布進(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??估瓘?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)。與此同時(shí),碳纖維布加固除了對開裂的梁板進(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。
環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋的性能
1、環(huán)氧樹脂的運(yùn)用
環(huán)氧樹脂的運(yùn)用十分廣泛,但主要分布在建筑中,能作為建筑涂料,如環(huán)氧樹脂地坪涂料、耐腐蝕性涂料,混凝土管涂料等,還能憑借優(yōu)異的粘合性,作為粘膠劑被運(yùn)用在建工程中,如混凝土的“整體工程”鏈接。另外,如碳纖維需沿基纖維方向繞構(gòu)件轉(zhuǎn)角處粘貼時(shí),轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀,圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。建筑物的修補(bǔ)、水泥制品的修補(bǔ)、建筑設(shè)施中二修補(bǔ)等。
2、碳纖維筋的優(yōu)勢
碳纖維具有較強(qiáng)的防水和防滲漏的特點(diǎn),具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性,阻燃性和良好的力學(xué)性能和料號的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,因此也在建筑工程和其他領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。碳纖維雙向布的應(yīng)用優(yōu)勢1、優(yōu)異的機(jī)械性能碳纖維單絲的比強(qiáng)度和比模量是鋼材的10倍以上。據(jù)投資顧問行業(yè)研究中心相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長。在2011年,世界聚基碳纖維的全球需求量為5萬噸,2012年達(dá)6萬噸,到2018年需求量將達(dá)到10萬噸。由此可見,碳纖維的使用越來越廣泛。
3、環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋的特性
環(huán)氧樹脂炭纖維筋的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于PVC鋼絞線,同樣體積的材料,重量上環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋的優(yōu)勢很大;環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋抗拉強(qiáng)度也大于鋼絞線,其熱膨脹系數(shù)較低,就說明在相同的溫度下,膨脹的程度會(huì)低很多,用環(huán)氧樹脂碳纖維復(fù)合筋代替PVC鋼絞線,對于高層建筑來說是一項(xiàng)很創(chuàng)新的運(yùn)用。5%以上的拉伸變形,而通常構(gòu)件的變形限制所允許的表面應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于這一變形,當(dāng)加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)這一缺陷更加明顯,鋼筋的屈服變形僅為0。
混凝土裂縫怎么修補(bǔ)
很多時(shí)候看到混凝土出現(xiàn)裂縫,一般主要是因?yàn)榛炷猎谟不^程中出現(xiàn)脫水,引起收縮,也有的是因?yàn)榛炷潦艿酱箫L(fēng)、溫度等影響,熱脹冷縮而產(chǎn)生的裂縫?;炷亮芽p經(jīng)常呈現(xiàn)出有三種狀態(tài):活動(dòng)裂縫、精致裂縫和正在發(fā)展的裂縫。
修補(bǔ)混凝土裂縫可以運(yùn)用碳纖維布,首先我們要觀察解封的類型,如果大于0.5mm以上的活動(dòng)裂縫,就可以用碳纖維布加固法進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。碳纖維提供了碳纖維雙向布所需要的高強(qiáng)度,棉線使碳纖維紗線固定不脫落,編織成安正的碳纖維雙向布,提高穩(wěn)定性。施工公司通過運(yùn)用碳纖維修補(bǔ)混凝土房屋裂縫有幾個(gè)好處,例如施工方便快捷、修補(bǔ)完后不留痕跡、不占用大空間、貪吃原有的美觀等。
碳纖維加固技術(shù)就是使用碳纖維布對混凝土裂縫進(jìn)行修繕防護(hù),還能防止混凝土再次拉裂,具有很好的補(bǔ)強(qiáng)果。