碳纤维复合材料加固混凝土结构
碳纤维材料具有轴向抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性及耐久性好等特点,在土木工程领域的应用已非常广泛,主要有:短纤维加入混凝土制成碳纤维混凝土;制成棒状代替钢筋;制成束状用作大型土木工程的拉索或悬索等。在国外,碳纤维增强聚合物 (Carbon Fibre Reinforced Polymer 简称 CFRP ,有时也称为碳纤维增强塑料 ) 在混凝土结构加固领域已得到了广泛的应用。
外贴碳纤维布加固技术
碳纤维布的抗拉强度高、密度小、重量轻、耐久性好、耐腐蚀、施工便捷。外贴碳纤维布加固混凝土结构可用于各种结构类型 ( 建筑物、构筑物、桥梁、隧道、烟囱等 ) ;各种结构形状 ( 矩形、圆形、曲面结构等 ) 和各种结构部位 ( 梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等 ) 。
外贴碳纤维布施工灵活、方便,根据补强目的和部位可分为:
(1) 抗弯能力加强 ( 如柱、梁、桥墩、桥板、烟囱等 ) ;
(2) 抗剪能力加强 ( 如柱、梁、桥墩、剪力墙和带孔洞构件等 ) ;
(3) 抗压能力加强 ( 柱等 ) ;
(4) 抗环境腐蚀能力加强 ( 如隧道、烟囱、电线杆等 ) 。
经过几十根外贴 CFRP 加固梁的抗弯、抗剪试验及粘钢加固和粘贴 CFRP 加固混凝土双向板的比较试验。研究表明,外贴 CFRP 加固对梁的抗弯、抗剪极限承载力以及混凝土板的极限承载力均有明显的提高;外贴 CFRP 加固对构件刚度的影响取决于加固用的 CFRP 的厚度;用 CFRP 抗弯加固的构件有 4 种典型的破坏特征:受压区混凝土被压坏 ( 钢筋屈服 ) ; CFRP 被拉断 ( 钢筋屈服 ) ;粘结破坏 ( 混凝土被拉下 ) ;混凝土-胶界面剥离破坏。对不同的破坏特征其极限承载力的计算方法不同,外贴 CFRP 抗弯、抗剪加固效果受其锚固性能的影响很大。同时,研究还表明,影响加固效果的参数很多,主要包括:加固梁本身的性能及几何情况 ( 支撑情况、高跨比、剪跨比、混凝土强度、配筋率、配箍率等 ) 和加固材料的性能 (CFRP 的厚度、弹性模量、胶的弹性模量及极限延伸率等 ) 。研究还表明,开发国产 CFRP 材料及粘贴胶用于加固是完全可能和必要的。
施工价格选择一个靠谱的加固公司,不仅在质量上能够得到**,也能获得一个实惠的价格。通常,加固方案、加固材料的选取、以及施工都会交由加固公司来做,那么换句话说,选择一个好的加固公司,决定了加固的价格以及质量。
碳纤维加固工艺原理:将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝同受力结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
概述
钢筋混凝土结构由于设计、施工、使用以及意外灾害等多种原因,会影响结构的正常使用,需要维修、加固补强。FRP(纤维复合材料)修复补强钢筋混凝土结构是近十年来发展起来的一种结构修复补强新技术。FRP具有轻质高强、抗腐蚀、耐久性好、施工简便、不影响结构的外观等优异特性,因此,该项加固技术较之传统的修复补强施工工艺具有明显的优越性。该项技术在国际上深受重视,近些年来在日本及等发达国家发展迅速,已广泛应用于桥梁、地铁、工业与民用建筑以及烟囱、水池、筒仓等特种结构的修复补强,成为钢筋混凝土结构修复补强的新趋势。
多层碳纤维布加固中应用广的是双层碳纤维布加固。相对于单层纤维布的粘贴,双层碳纤维布的施工工艺要复杂一些。双层碳纤维布粘贴时,应在层碳布浸渍胶达到指干状态前立即粘贴下一层,若延误时间超过1小时,则应等待12小时后重新在层碳布上涂抹胶体进行施工,同时在粘贴前需要注意将灰尘等对粘贴效果有影响的杂质进行清除。
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