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玄武巖纖維板在橋梁加固中的應用

1、環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板加固原理

玄武巖纖維預浸熱固性環(huán)氧樹脂后，在模具內固化并通過連續(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強的結構上，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新的復合體，即使環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板與原有鋼筋混凝土結構共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力，提高橋梁結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。5、養(yǎng)護粘貼碳纖維片后，需自然養(yǎng)護24h達到初期固化，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用概況

   環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板的低密度、高強度、耐久性好、耐酸堿化學腐蝕性能強、抗壓抗剪強度大這些優(yōu)異性能都決定了環(huán)氧樹脂玄武巖纖維板將在橋梁結構的加固補強中得到廣泛應用。玄武巖纖維板坐補強橋梁混凝土結構時，不需要增加螺栓和柳釘固定，對原混凝土結構擾動較小，相較于置換混凝土加固法、化學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，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了解碳纖維布加固技術在90年代在我國建筑工程和橋梁隧道工程領域中開始被應用，在早期其加固費用昂貴，碳纖維布加固技術的發(fā)展被限制，隨著我國科技實力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價不斷降低，使的碳纖維布加固技術日益成熟，其應用領域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應用領域中得到了推廣。碳纖維雙向布是以碳纖維為基體材料，以棉花為輔助材料，經經線編織工藝處理形成的一種新型復合材料。

碳纖維布加固混凝土柱：

采用碳纖維布對混凝土進行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強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：

根據實驗研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：

1、界限破壞，當碳纖維和鋼筋的配置率適當，在受壓混凝土達到極限應變的時候，受拉區(qū)纖維剛好達到極限強度，此時材料的強度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達大值；

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

3、少筋破壞，受拉鋼筋先達到屈服，然后碳纖維片材超過極限拉應變，并達到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時受壓區(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，在達到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產生剝離破壞。

與此同時，碳纖維布加固在工程中已經有了很多的應用，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共同病害就是混凝土結構出現裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產生氧化，從而導致銹蝕，應對裂縫進行修補。碳纖維的抗拉彈性模量相對其強度過低，其與鋼筋共同工作時，當鋼筋完全發(fā)揮強度時CFRP才發(fā)揮出不到20%的強度，從而在結構的適用荷載內無法充分利用碳纖維的強度。對裂縫進行修補過后，在采用碳纖維布進行加固，大致過程如下：

1、首先按照圖紙要求進行定位放線；

2、采用硬毛刷對混凝土表面進行清理并將轉角處打磨成圓弧狀；

3、按設計要求裁剪碳纖維布；

4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對碳纖維布進行防護；

5、待膠固化后，對粘貼碳纖維布進行驗收。

總而言之，碳纖維布加固技術與傳統的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點，為結構安全保駕護航。與此同時，碳纖維布加固除了對開裂的梁板進行加固處理之外，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工程中應用。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。

維修碳纖維布加固的局限性

維修碳纖維布加固技術也一樣，有它的局限性

1、維修碳纖維布的價格不低，對于部分有預算限制的加固工程比較局限。

2、粘貼維修碳纖維布的時候，如果收到的力超過了極限值會出現斷裂。

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

碳纖維布材料會有應力滯后的缺點，導致性能浪費，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。加固柱應根據柱的類型、截面形式、所處位置及受力情況等的不同，采取相應的加固構造方式。新增縱向受力鋼筋應由計算確定，但直徑不應小于14mm。鋼筋在加固樓層范圍內應通長布置。縱筋布置以不與梁相交為宜，若相交則應采用植筋技術錨固于梁中，且應滿足植筋的相關要求。縱向受力鋼筋上下兩端都應有可靠的錨固。縱筋下端應伸入基礎，滿足錨固要求。上端應穿過樓板與上層柱連接或者在屋面板處封頂錨固。新增箍筋應使新舊兩部分整體工作，箍筋直徑宜與原箍筋相同，且不應小于8mm。箍筋在規(guī)定的范圍內應加密，其間距和加密區(qū)范圍應滿足相關規(guī)范。碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學性能，如柔和性好，能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪等加固。新增混凝土強度等級應比原柱提高一級，且不應低于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。該方法應根據柱的類型、截面形式、所處位置以及受力情況等的不同，采用相應的加固構造方式。柱的縱向受力角鋼應由計算確定，但不應小于L75*5。角鋼在加固樓層范圍內應通長布置?？v向角鋼應有可靠錨固，角鋼下端應錨固于基礎，中間應穿過各樓層板，上端應伸至加固層的上一層樓板底或錨固于屋面頂板上。沿柱軸線方向應隔一定距離用扁鋼制作箍板或者綴板與角鋼進行焊接。箍板截面積、間距以及角鋼膠縫間距與梁加固一致?？估瓘姸雀?，是普通鋼材的4-8倍，極適合于鋼筋混凝土結構的加固補強。

　　碳纖維布加固法

　　碳纖維布加固是砌體結構采用纖維增強材料粘貼加固，是一種比較新型的加固方法，作用是纖維材料在加固結構中承擔拉應力，改善構件的受力狀態(tài)，限制裂縫的產生和發(fā)展。

　　碳纖維布加固技術是利用結構膠將碳纖維布粘貼在混凝土表面，形成復合結構，CFRP通過與混凝土之間協同工作，對構件或結構起到加固及改善受力性能的作用。

　　通過碳纖維布加固，能有效改善結構狀態(tài)（減少變形、降低原有結構應力、減少裂縫）