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談碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)原理
碳纖維增強(qiáng)材料,簡稱碳纖維,是近十年來在發(fā)達(dá)國家新興的一種加固混凝土結(jié)構(gòu)的新材料,以其優(yōu)異的力學(xué)性能在工程領(lǐng)域日漸受寵,被人們稱為“結(jié)構(gòu)加固的新星”。采用碳纖維加固技術(shù)具有如下幾個特點(diǎn):
1.1強(qiáng)度高。碳纖維片材的抗拉強(qiáng)度一般都在3500MPa以上,遠(yuǎn)高于鋼材;抗拉彈性模量為230000~430000MPa,亦高于鋼材。因此它的比強(qiáng)度可達(dá)到2000MPa/g/cm3以上,而Q235鋼的比強(qiáng)度僅為59MPa/g/cm3左右,比模量也比鋼材高。
1.2施工簡便、快捷。使用碳纖維加固構(gòu)件不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料,易于操作,施工周期短,經(jīng)濟(jì)性好。
1.3抗酸堿鹽類介質(zhì)的腐蝕,應(yīng)用面廣。加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性,可以應(yīng)用于各種工作環(huán)境的構(gòu)件加固。
1.4可以有效的封閉混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫,延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。
1.5易于保持結(jié)構(gòu)原狀,基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸。
2.材料
碳纖維加固鋼筋混凝土技術(shù)所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維布;二是配套樹脂類粘結(jié)材料。
2.1碳纖維增強(qiáng)材料
CFRP乃英文CarbonFibireReinforcementPolymer的首字母縮寫,意為碳纖維增強(qiáng)材料。碳纖維絲的產(chǎn)生,是通過氧化有機(jī)聚合物,只留下碳素材料,其碳原子沿原有纖維長度排列整齊而形成碳素纖維。每根碳纖維絲由3000~12000個碳原子絲以絞線或麻繩的方式排列而成,其粗細(xì)僅相當(dāng)于人的1根頭發(fā)絲。
碳纖維成品可以制成不同的型材如纖維布、纖維板、棒材、短纖維等,根據(jù)不同工程的不同部位和需要而定。在加固工程中應(yīng)用量最大和最普通的還是碳纖維布。
2.2配套樹脂類粘結(jié)材料
粘結(jié)材料是施工成功的重要保證。為了使被加固構(gòu)件與碳纖維布共同受力,要求粘結(jié)劑對被粘貼界面和碳纖布有較高的粘結(jié)力和強(qiáng)度,抗拉、抗壓特別是粘貼抗剪強(qiáng)度應(yīng)高于混凝土相應(yīng)的強(qiáng)度,而且粘結(jié)材料對界面和碳纖維布都要有良好的滲透性和相容性,還能夠抗沖擊、耐疲勞抗老化等。
采用碳纖維片材對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時(shí),通常選用配套底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂和粘結(jié)樹脂,所選材料除滿足上述要求外,尚應(yīng)滿足施工簡易的要求。一般要求底層樹脂及找平材料的正拉結(jié)強(qiáng)度大于2.5MPa且不小于被加固混凝土拉結(jié)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值ftk
3.碳纖維的補(bǔ)強(qiáng)、加固原理
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