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芳綸碳纖維板

1、芳綸纖維板是以芳綸纖維為增強(qiáng)材料，以環(huán)氧樹(shù)脂為基體材料，并滲入適量輔助劑，經(jīng)拉擠工藝和加熱固化處理形成的一種新型復(fù)合材料。芳綸纖維具有高強(qiáng)度、高模量、低延伸、電絕緣、抗震性好、可紡性、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)良性能，可以提供板材所需要的高強(qiáng)度；用橡膠滾筒順纖維片材方向均勻平穩(wěn)壓實(shí)，使樹(shù)脂從兩邊溢出，保證密實(shí)無(wú)空洞。環(huán)氧樹(shù)脂是一種改性的熱固性樹(shù)脂，可以提供板材較好的耐腐蝕性能。纖維加固方法已逐漸受到建筑工程結(jié)構(gòu)界廣泛的關(guān)注。在國(guó)外芳綸纖維板已得到廣泛的應(yīng)用，然而在我國(guó)尚處于起步階段，相關(guān)研究與資料更是少之又少。

2、基本性能

首先，由于芳綸纖維板結(jié)合了纖芳綸維的高強(qiáng)度與環(huán)氧樹(shù)脂，芳綸纖維板的力學(xué)物理性能體現(xiàn)在其具有優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度、彈性模量、抗蠕變、抗震性能。

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。由于采用不同配比、性能各異的樹(shù)脂又具有較高粘結(jié)強(qiáng)度，能有效傳遞芳綸纖維板與混凝土兩種材料間的應(yīng)力，保證不產(chǎn)生界面的粘結(jié)剝離。

除此之外，芳綸纖維板優(yōu)異的熱穩(wěn)定性也是使其優(yōu)于纖維加固方式的重要因素之一。芳綸纖維板耐熱性能穩(wěn)定，不論是在204℃的超高溫情況下還是-196℃的超低溫情況下，芳綸纖維板都可以不分解不熔化，其用于建筑加固都能增強(qiáng)基體的耐腐蝕性，耐久性，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命，從而在一定意義上降低了工程的維護(hù)成本和保養(yǎng)費(fèi)用。混凝土與碳纖維之間的環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)層容易發(fā)生粘結(jié)破壞，粘貼CFRP片材的碳纖維加固有其限度，過(guò)量粘貼會(huì)導(dǎo)致界面無(wú)法傳遞足夠的剪應(yīng)力而使得CFRP的強(qiáng)度無(wú)法得到充分利用，并且在構(gòu)件承受較大荷載時(shí)容易出現(xiàn)粘結(jié)破壞。

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。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。環(huán)氧樹(shù)脂是一種改性的熱固性樹(shù)脂，可以提供板材較好的耐腐蝕性能。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。

基于光纖的智預(yù)應(yīng)力碳纖維加固系統(tǒng)

1、性能簡(jiǎn)述

光纖碳纖維板是指由碳纖維增強(qiáng)材料，環(huán)氧樹(shù)脂基體材料，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部加入具有形狀記憶功能的驅(qū)動(dòng)元件和測(cè)控軟硬件，并經(jīng)一系列生產(chǎn)工藝制成的碳纖維板。

區(qū)別于普通的碳纖維板，光纖智能碳纖維板主要是能感知外部環(huán)境的變化和荷載作用，感知內(nèi)部結(jié)構(gòu)的疲勞性和腐蝕性，并通過(guò)智能軟件傳輸?shù)诫娔X端，使工程人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控到工程結(jié)構(gòu)概況。

2、應(yīng)用評(píng)價(jià)

針對(duì)重大工程和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)和診斷是一項(xiàng)貫穿整個(gè)工程生命的周期的技術(shù)，從工程施工、運(yùn)營(yíng)管理一直到拆除都需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

光纖預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固系統(tǒng)除了具有普通碳纖維板的低密度、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)度大等優(yōu)異性能，可廣泛適用于工業(yè)與民用建筑物的梁、板、柱、墻、天路公路強(qiáng)梁、隧道、煙囪、塔結(jié)構(gòu)等設(shè)施的加固補(bǔ)強(qiáng)。預(yù)應(yīng)力碳纖維板做補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，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，預(yù)應(yīng)力碳纖維版施工工藝更為簡(jiǎn)便且加固效果突出。相較于其他的加固方式，利用預(yù)應(yīng)力談纖維板加固系統(tǒng)有顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)，并作為一種新興技術(shù)，已得到愈來(lái)愈多的青睞于肯定。二光纖預(yù)應(yīng)力碳纖維板加固系統(tǒng)正好彌補(bǔ)了普通碳纖維板加固在結(jié)構(gòu)中無(wú)法實(shí)時(shí)檢測(cè)的遺憾。相比普通碳纖維板的性能特點(diǎn)，光纖預(yù)應(yīng)力碳纖維板肯定是更上一層樓。因此也已在橋梁、建筑物結(jié)構(gòu)等工程中得到適用，并取得一致好評(píng)。而20世紀(jì)80年代以后修建的，其中已有不少橋梁暴露出缺陷，更有一些在遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)壽命時(shí)出現(xiàn)耐久性能嚴(yán)重退化的現(xiàn)象，影響其承載能力和使用壽命。