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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(shù)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(shù)脂后,在模具內(nèi)固化并通過(guò)連續(xù)拉擠成型成為環(huán)氧樹(shù)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(shù)脂提供了較好的耐腐蝕性能。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。加固過(guò)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(shù)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(shù)脂玄武巖纖維板在橋梁加固應(yīng)用概況
環(huán)氧樹(shù)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(shù)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。(6)固化養(yǎng)護(hù)與拆卸夾具:應(yīng)碳纖維布在施工環(huán)境溫度和材料特性合理控制固化時(shí)間,當(dāng)施工環(huán)境溫度低于25℃時(shí),固化時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)。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(shù)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(shù)脂玄武巖纖維板加固有顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì),并作為一種新興技術(shù),得到愈來(lái)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(kāi)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(guò)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(guò)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。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。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)。對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)過(guò)后,在采用碳纖維布進(jìn)行加固,大致過(guò)程如下:
1、首先按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行定位放線(xiàn);
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(kāi)裂的梁板進(jìn)行加固處理之外,還可在戶(hù)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。對(duì)于單個(gè)空鼓面積不應(yīng)大于10000平方毫米,允許采用注射法進(jìn)行充膠處理,若單個(gè)空鼓面積大于10000平方毫米,應(yīng)進(jìn)行割除修補(bǔ),重新粘貼碳纖維布,粘貼時(shí)搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于20厘米,若粘結(jié)層數(shù)超過(guò)3層,搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于30厘米。
結(jié)構(gòu)加固_加固工程_鋼結(jié)構(gòu)_加固材料-前景建筑工程
木結(jié)構(gòu)建筑如何加固我國(guó)古代建筑,有著獨(dú)特的形式與結(jié)構(gòu),不同時(shí)期的古建筑,不僅反映了各個(gè)時(shí)期的建筑水平,也是對(duì)應(yīng)時(shí)期的歷史縮影,是我國(guó)文化的重要組成部分。
現(xiàn)存的古建筑:如故宮、黃鶴樓、岳陽(yáng)樓、蘇州園林等,大多為木質(zhì)結(jié)構(gòu)。由于木材本身為有機(jī)化合物,易腐爛和蟲(chóng)蛀。并且在微生物和氣候的長(zhǎng)期影響下,木質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變形、彎曲、龜裂等現(xiàn)象,很難長(zhǎng)久保存。加壓或減壓時(shí),千斤頂行程速度應(yīng)控制在20mm/分鐘以?xún)?nèi),嚴(yán)禁快速?zèng)_、放千斤頂行程。古建筑對(duì)于我們有著重要的意義與價(jià)值,那么如何更好的保留古建筑呢?
保護(hù)古建筑,好的方法是對(duì)其進(jìn)行加固改造。1992年9月發(fā)布的國(guó)標(biāo)《古建筑木結(jié)構(gòu)維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定“古建筑的維護(hù)與加固,必須遵守不改變?cè)瓲?的原則。原狀系指古建筑個(gè)體或群體中一切有歷史意義的遺存現(xiàn)狀。若需恢復(fù)到創(chuàng)建時(shí)原狀或恢復(fù)到一定歷史時(shí)期特點(diǎn)的原狀時(shí),必須根據(jù)需要與可能,并具備可靠的歷史考證和充分的技術(shù)論證。碳纖維是一種力學(xué)性能十分優(yōu)異的纖維材料,主要體現(xiàn)在其比重不到鋼材的四分之一,拉伸強(qiáng)度在3500Mpa以上。因此可知:古建筑加固主要遵循歷史建筑保護(hù)的“原真性、必要性和可逆性”,大限度地保持古建筑的原有風(fēng)貌,滿(mǎn)足“修舊如舊”的修繕原則。
在使用傳統(tǒng)方法對(duì)木質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí),有很大的局限性。首先常規(guī)方法加固時(shí),會(huì)加設(shè)鐵材加固,鐵材易銹蝕,在使用前必須進(jìn)行除銹抗銹處理。這道工序費(fèi)力費(fèi)時(shí),并有可能對(duì)建筑造成新的破壞。
木質(zhì)結(jié)構(gòu)的大問(wèn)題是腐蝕與蟲(chóng)害。傳統(tǒng)方法中,比較常用的是利用低毒的防腐防蟲(chóng)藥劑,而其中的毒性成分日積月累,會(huì)影響人們健康,造成環(huán)境污染。其次,木材是一種各向異性的自然材料,其順紋抗剪強(qiáng)度和橫紋抗拉強(qiáng)度很低,且古建筑的承重結(jié)構(gòu)由于處于長(zhǎng)期荷載作用,較容易產(chǎn)生縱向的裂縫。(5)碳纖維加固膠的使用量要保證充足、飽滿(mǎn),使用滾筒刷等合適工具沿碳纖維布同一方向反復(fù)滾壓直到膠液充分滲出表面,這么做是為了去除氣泡,使碳纖維布能充分浸潤(rùn)膠液。
加固技術(shù)發(fā)展至今,已經(jīng)形成很多成熟的傳統(tǒng)方法。然而對(duì)于古建筑來(lái)說(shuō),常規(guī)的方法有:增設(shè)扶壁柱、增設(shè)圈梁構(gòu)造柱、鋼筋混凝土面層等,由于它們的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)擾動(dòng)較大,同時(shí)施工完畢占據(jù)空間大并且易對(duì)原結(jié)構(gòu)造成改變。因此,新材料新工藝在古建筑中,應(yīng)有更廣泛的使用。用預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的碳纖維板能使板材內(nèi)部的碳纖維在承擔(dān)結(jié)構(gòu)傳遞荷載應(yīng)力之前處于較高的應(yīng)力水平,預(yù)先支配了一定程度上的強(qiáng)度,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)性能的發(fā)揮。
碳纖維復(fù)合材料因其強(qiáng)度高、密度低、耐腐蝕及耐久性好而備受加固界青睞。碳纖維材料由于幾何可塑性強(qiáng)、自重輕,纖維布沿其紋路方向的抗拉強(qiáng)度很高,而木材的順紋抗壓強(qiáng)度較高,并且材料間具有良好的粘結(jié)性能,能夠很好地協(xié)同工作。碳纖維材料可塑性大、易裁剪成型,對(duì)各式各樣的古建筑物來(lái)說(shuō),它都能夠隨其外形粘接牢靠。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。因此碳纖維對(duì)于古建筑的加固,有著極高的適用性。
其次,木結(jié)構(gòu)采用碳纖維材料進(jìn)行加固,還會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)起到的防腐作用。碳纖維布與配套使用的環(huán)氧樹(shù)脂膠均具有耐腐性,對(duì)于木質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),防腐是一項(xiàng)長(zhǎng)期艱巨的任務(wù),碳纖維布對(duì)木質(zhì)結(jié)構(gòu)既能加固又能使其長(zhǎng)期遠(yuǎn)離腐蝕,可以起到一舉兩得的作用。
另外,碳纖維加固工序簡(jiǎn)單、所需施工空間小、工期快,有效的防止施工時(shí)對(duì)古建筑物的破壞。碳纖維材料施工無(wú)需對(duì)原結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔、釘釘?shù)雀淖?,同時(shí)質(zhì)輕幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重,幾乎符合“保存現(xiàn)狀”的原則。
梁結(jié)構(gòu)加固方法優(yōu)缺點(diǎn)
增大截面加固法是通過(guò)增加原梁的受力鋼筋,同時(shí)在外側(cè)新澆筑混凝土以增大梁截面。
優(yōu)點(diǎn):是對(duì)增大梁的輕度和剛度穩(wěn)定性是效果明顯的和有保障的,同時(shí)可以根據(jù)受力特點(diǎn)個(gè)加固目的靈活設(shè)計(jì)為單側(cè)、雙側(cè)或三面包套,這為一些位置難以施工的梁提供了靈活性的處理方式,規(guī)范沒(méi)有同其他加固方法一樣限制只能提高40%的強(qiáng)度,對(duì)承載力相差較大的情況特別適用,該法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng),并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn),正基于這些優(yōu)點(diǎn),此方法為我們大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)同行的選。目前大量的理論和試驗(yàn)研究來(lái)看,用碳纖維加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí),存在以下幾點(diǎn)不足:1。
缺點(diǎn):設(shè)計(jì)到施工工藝相對(duì)其他加固方法較多,現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)大,周期長(zhǎng),造價(jià)相對(duì)較大,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和生活有一定影響。新、舊混凝土結(jié)合、新舊縱筋、箍筋的焊接等節(jié)點(diǎn)處理比較繁瑣,完成質(zhì)量跟施工隊(duì)自身素質(zhì)影響較大,增加了結(jié)構(gòu)本身的自重和截面大小,也有可能改變了結(jié)構(gòu)本身的剛度分配,造成相鄰其他構(gòu)件的連鎖加固。環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維復(fù)合筋易于切割,施工方便,刀盤(pán)可直接切割,可按不同工程要求生產(chǎn)各種不同規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)及非標(biāo)準(zhǔn)件。
梁粘貼纖維復(fù)合材加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專(zhuān)用結(jié)構(gòu)膠對(duì)原梁進(jìn)行加固處理
優(yōu)點(diǎn):纖維復(fù)合材的抗拉強(qiáng)度高,是同等截面鋼材的7-10倍;重量輕、密度只有普通鋼材的1/4;碳纖維復(fù)合材加固的耐久性好,可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的壞;此外碳纖維還具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、耐疲勞、耐蠕變性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、小比重和熱膨脹系數(shù)小的優(yōu)良性能。碳纖維加固的施工方便快捷、省力節(jié)時(shí)、施工質(zhì)量易于保證;加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)外觀和原有凈空無(wú)顯著影響,維護(hù)費(fèi)用低。
缺點(diǎn):完成質(zhì)量在很大程度上依賴(lài)碳纖維布和專(zhuān)用結(jié)構(gòu)膠的選取,而現(xiàn)在市場(chǎng)上纖維材料和結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量參差不齊,價(jià)格相差比較大,這樣也就有些自身要求不嚴(yán)格的施工單位沒(méi)有嚴(yán)格的按照設(shè)計(jì)要求選擇材料,而材料是決定此加固方法效果的關(guān)鍵。還有就是本身方法的缺陷,兩種不同材料的共同工作問(wèn)題,規(guī)范雖然作了滯后效應(yīng)的考慮,但實(shí)際當(dāng)中加上施工的誤差,材料本身的差異,理論跟現(xiàn)實(shí)是有較大出入的,且加固規(guī)范要求此法在加固時(shí)不能超過(guò)原構(gòu)件承載力的40%,另外現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)還要注意防火問(wèn)題。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。
維布也稱(chēng)為碳纖維布、碳纖維布、碳纖維編織布、碳纖維預(yù)浸料、碳纖維布、碳纖維布、碳纖維膠帶、碳纖維片(預(yù)浸料)等。廠房加固修補(bǔ)墻體一般都是粘鋼或者粘貼碳纖維布,柱子的加固方式一般也是粘鋼,或者粘貼碳纖維、包鋼,等。一般受損傷較嚴(yán)重的地基或者承重柱,都采用混凝土置換的方法,使原來(lái)的破損的混凝土打掉,重新建模灌漿。房屋鑒定由專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)對(duì)房屋的安全性做出科學(xué)的評(píng)價(jià),確保居住人的生命財(cái)產(chǎn)安全。植筋加固一項(xiàng)針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固的技術(shù);可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋;現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于建筑物的加固改造工程。碳纖維增強(qiáng)布是一種單向碳纖維增強(qiáng)產(chǎn)品,通常選用12K碳纖維絲編織而成。相較于其他的加固方式,利用環(huán)氧樹(shù)脂玄武巖纖維板加固有顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì),并作為一種新興技術(shù),得到愈來(lái)愈多的青睞與肯定。