新曼联(北京)工程材料技术研究院是从事新型建筑材料和工程材料的研究开发、生产销售及施工服务于一体的。主营业务为灌浆材料、特性砂浆、结构加固材料、砼外加剂、防水防腐材料等。
很多咨询关于房屋楼板裂缝、梁柱裂缝修复方法的时候,往往加固公司会建议他们做碳纤维加固。相信很多听到这个碳纤维加固会感觉到不知道这是什么东西,大家都知道碳纤维是一种材料,但是竟然能够用到建筑混凝土构件的加固上。下面小编就跟大家说说碳纤维到底是什么?碳纤维加固是怎么回事?
碳纤维加固技术已成为当今主流趋势,碳纤维加固的场所随处可见,例如超市纤维加固、银行柱子、桥梁裂缝修补等,甚至碳纤维也可以用到地暖上?
碳纤维是什么?
1. 碳纤维又称为碳纤维原料(cf),碳纤维加固包括:碳纤维布加固、碳纤维加固。是从有机纤维碳化、石墨化处理后得到的未经石墨材质(与乱层石墨近似),一般碳纤维的密度为1750/m3,的碳纤维呈黑色。
2. 包含高于90%的无极高分子纤维。对酸、碱、耐腐蚀性能较强,不溶不胀、耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和减速中子等特性。
3. 碳纤维按原料可分:聚基碳纤维、沥青基碳纤维等。性能可分:通用型、高强型、中模高强型、高模型、超高模型碳纤维。状态可分:长丝、短纤维、短切纤维。
4. 碳纤维应用领域:土木建筑、航空航天、汽车材质、纤维加固、用品、压力容器、碳纤维布等。
碳纤维的重量不及钢的四分,而他的应用领域却尤为广泛,所以碳纤维究竟是什么?碳纤维就是我们生活中的一切。
碳纤维加固是什么?
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种。碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。
我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载标准低造成历史问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修、加固。国内早通过的规范是2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》,其编号为CECS146:2003,已经被的国家标准规范2006《混凝土结构加固设计规范》代替,其编号为GB 50367-2006.碳纤维加固近的国标是《结构加固修复用碳纤维片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起执行。
碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。
另外,采用该工法,可提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳素纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。
碳纤维加固的优点是什么?
1.碳纤维材料本身相对比强度高、重量轻,加固施工后基本不改变原结构的外型尺寸,同时基本不增加原结构自重。
2.碳纤维加固施工工艺流程简单,施工工期短、效率高。
3.碳纤维自身弹性模量高,加固后对温度裂缝、锈胀裂缝等细微变形控制效果较好。
4.碳纤维加固几乎不用栓锚固定和外物加压,对混凝土原结构几乎没有破坏。
5.采用碳纤维加固法加固施工后,装饰施工时无须处理界面,只在碳纤维片材施工较后工序时洒砂粘贴即可。
6.碳纤维加固双层或三层粘贴时,因自身厚度较薄,几乎没有因厚度增加的剪力力矩影响,所以加固效果较好。
7.碳纤维布材因其材料自身的柔韧性、可缠绕性,对狭窄工作面的加固施工加固效果特。
8.碳纤维加固可以减少很多不必要的人力物力跟财力,还能节省很多一部分的施工时间。
无论是钢筋混凝土结构、木结构、钢结构,或是建筑加固、公路桥梁加固,碳纤维布都能够利用其自身的高强性能为结构本身带来意想不到的加固效果。
小编也相信,随着碳纤维布在工程加固领域的推广,其会被越来越多的人认识,进而发挥更大的作用,守护建筑和生命安全。
墙体加固注意事项:
墙体按功能可分为承重墙与非承重墙两类,非承重墙在建筑中主要起到隔离、保温等作用,但并不代表非承重墙对结构整体安全毫无影响。
非承重墙在地震来袭时,会分担部分受力,随意改动非承重墙可能会对房屋抗震造成不利影响,因此改动、拆除非承重墙或非承重墙耐久性下降时,为保证防屋抗震性能与整体安全性,同样需采取加固措施。
而承重墙,在建筑中起到支撑并承受上部荷载的作用。当承重墙由于前期设计、施工疏忽,或后期承受荷载不断增加而导致承载力不足时,会严重影响整体结构。承重墙强度不足时,轻者房屋开裂、缩短建筑寿命,重者造成结构整体承载力、刚度不足,发生坍塌事故,必须高度重视承重墙是否存在问题。
1、确定碳布等级
首先我们要知道碳纤维布有一级300g、一级200g、二级300g和二级200g四种规格,有些图纸设计说明会直接给出碳布规格。例如设计说明中明确提出碳布采用一级300g,那我们就可以直接跟材料厂家说明规格等级就可以了。
如果设计说明没有明确提出碳布的等级规格,我们可以根据材料几项关键性能参数进行判断材料规格等级。例如提到碳布抗拉强度≥3400MPa、弹性模量230GPa、伸长率1.6%,那我们就可以确定碳布等级为一级,抗拉强度≥3000MPa、弹性模量200GPa,伸长率1.5%,说明碳布等级为二级;可以根据碳布厚度确定碳布的克数,厚度为0.167,碳布为300g/㎡,厚度为0.111,碳布为200g/㎡。
2、检查检测报告是否齐全
碳纤维布的配套浸渍胶作为涉及到结构安全的加固材料,必须通过安全性。若图纸要求设计年限是30年,一定要检查浸渍胶安全性报告中是否有耐湿热老化这项检测;若图纸要求设计年限是50年,还需要检查浸渍胶耐长期应力检测;还须检查浸渍胶的无毒检测报告。无毒检测报告有一个是检测苯、等有毒物质含量的检测报告,如果产品有该报告则说明浸渍胶不会挥发出或者挥发出很少的有害气体。另一个无毒是针对和白兔的喂食和皮肤涂抹检测,如果该产品有该报告则说明浸渍胶对人体皮肤基本没有性。
3、观察产品外观及施工体验性
当碳纤维布和浸渍胶进场时,检查碳纤维布外观是否有明显的不平整现象。在施工过程中感受胶体是否好用,胶体如果太稠则会导致施工人员施工体验性不好,并且胶体很难充分浸透碳布,达到加固效果,若果胶体太稀,又会导致浸渍胶流淌,影响粘接效果。
4、了解厂家规模及技术能力
如果厂家规模太小,生产能力就会有问题,会导致供货不及时。
一、用途
碳纤维布与碳纤维浸渍胶配套使用成为碳纤维复合材料,适用于混凝土结构、木质结构的加固,可有效提高构件的承载力、抗震性能和耐久性。是处理下列工程问题的备选方案:
1、建筑物使用荷载增加;
2、工程使用功能改变;
3、材料老化;
4、混凝土强度等级低于设计值;
5、结构裂缝处理;
6、恶劣环境服役构件修缮、防护。
7、其他用途:人造卫星、飞机、火、体育用品、工业产品等众多领域。
二、优点
1、重量轻,易施工。比重是钢材的23%,基本不增加构件自重,不改变构件截面尺寸
2、柔软,可裁切,适用于各种形状构件,可与钢筋混凝土表面紧密粘接,施工质量易于保证。不需大型施工机具,可搭接粘结任意延长,无明火作业,施工工期短。
3、厚度小,便于交叉重叠。可弯曲缠绕成型,对各类曲面、异型构件加固优势更为显著。
4、高抗拉强度,高弹性,可得到与使用钢板补强相同效果。
5、抗酸碱腐蚀,在任何恶劣环境下皆可使用。与结构胶配合使用,能阻止有害介质浸渗,对内部结构起保护作用;
6、配套环氧树脂胶(建议使用我公司配套环氧树脂胶)的渗透性很好,施工简单且所需工期较短。
7、无无性气味,居住中仍可施工。
8、碳纤维抗拉强度高,相当于普通钢的10∽15倍;
三、施工流程
1、基面处理基材表面应全面打磨,无任何附着物,粘贴部位有尖锐棱角的需要打磨成圆角,小内径为20㎜。由于使用碳纤维布材的目的在于改进结构构件,应确定基面的状况,以保证其能够将荷载从布料传递至结构表面。
2、滚涂底层环氧树脂胶,并修正不合处(建议使用我公司配套环氧树脂找平胶),上墨线。
3、滚涂环氧树脂浸渍胶(建议使用我公司配套环氧树脂浸渍胶)到粘结面上,胶量必须充足饱满。
4、将裁剪好的碳纤维布贴于混凝土涂胶面,,碳纤维布要平直、延展。(碳纤维布如有接头,搭接长度应为20,且接头应在基材全长的1/3处,不得在基材的中间)
碳纤维布等加固材料在有水环境下测试加固效果
我国拥有内海和领海面积达38万平方公里,内河也有水系。如此庞杂的水域系统,必然拥有数量巨大的桥梁、码头等相关设施但是随着时间的推移,加之潮湿环境的作用,这些设施会比普通钢筋混凝土结构更易产生病害。对它们的加固必不可少也关系重大!
碳纤维布加固必须要做好界面处理
我们都知道在做碳纤维布加固之前都是需要做混凝土界面处理的,很多人不明白,混凝土界面在怎么处理,能干净到哪里去呢?到底为什么要做混凝土的界面处理呢?
首先,混凝土面应凿除粉饰层,油污、污物等,用角磨机磨去1~2厚表层,混凝土构件转角处应进行倒角处理,打磨完毕后用压缩空气吹净浮沉,然后用棉布蘸试净表面,保持干燥备用。若被补强的混凝土存在裂缝,应先视裂缝大小选用HM-120M灌注胶或HM-120L灌缝胶灌注后再进行补强。工序真的比较繁琐,真有有必要做吗?
其实,上述工序并不是空想的,是在国家规范的基础上制定的科学合理的施工步骤。《建筑结构加固工程施工质量验收规范》G550-2010中对界面处理有明确规定:经修整露出骨料新面的混凝土加固粘贴部位,应进一步按设计要求修复平整,并采用结构修补胶对较大孔洞、凹面、露筋等缺陷进行修补、复原;对有段差、内转角的部位应抹成平滑的曲面;对构件截面的棱角,应打磨成圆弧半径不小于25的圆角。
在完成以上加工后,应将混凝土表面清理干净,并保持干燥。粘贴纤维材料部位的混凝土,其表面含水率不宜大于4%,且不应大于6%。对含水率超限的混凝土应进行人工干燥处理,或改用湿面的结构胶粘贴。
1.因为碳纤维布本身的脆性,在有凹面的部位粘贴碳纤维布后极易产生拉应力,从而留下剥离的隐患,所以需要对碳纤维布粘贴部位进行局部的找平和修补;并且,界面如果不进行打磨和糙化处理,碳纤维很有可能发生弯折,从而影响其受力性能。所以,界面清理是必要的也很重要的一步,它是胶粘效果的有效**。
2.就是我们在平常修理头发一样,剪完头发之后,需要用吹风机或者布吹掉散落在脖间的碎发是一个道理,那么对打磨完毕后的混凝土表面清理也是一个道理。
新曼联(北京)工程材料技术研究院拥有雄厚的科研实力,在建筑、环保、材料等领域,积累了多余项科研成果、配套技术;培养出众多工程技术、管理人才,获得多项国家及省部级设计和工程奖励。
新曼联(北京)工程材料技术研究院是从事新型建筑材料和工程材料的研究开发、生产销售及施工服务于一体的**企业。主营业务为灌浆材料、特性砂浆、结构加固材料、砼外加剂、防水防腐材料等。涉及行业有冶金、电力、化工、航天、纺织、核电、路桥、**、工业或民用建筑等领域的设备安装、结构加固、建筑维修等国家重大工程项目中,积累了千余项工程业绩,其优异的产品质量和完善的技术服务受到了客户的一致**。新曼联(北京)工程材料技术研究院拥有雄厚的科研实力,在建筑、环保、材料等领域,积累了多余项科研成果、配套技术;培养出众多工程技术、管理人才,获得多项国家及省部级设计和工程奖励。