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国内最早通过的规范是2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》,其编号为CECS146:2003,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遗留问题,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。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢加固法、粘钢加固法、碳纤维加固法等。碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面、粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
咱们来介绍一下碳纤维加固的优点吧:
一、碳纤维构造加固修正、补强技能广泛应用于桥梁、地道以及工业民用修建中的钢筋砼梁、板、柱及剪力墙构造。特别是选用碳纤维修正补强技能时更取得具大成功,其商品功能优良,操作简略,安全可靠,与传统办法相比较,有更大的经济效益、社会效益和环境效益。修建构造柱的加固补强,选用该项技能,取得了杰出作用。
二、优点特色
1、碳纤维片材轻质高强:其抗拉强度比一般钢材高8~10倍,将它用粘结树脂与构造张贴后构成一体,能可靠地与钢筋混凝土一起作业,有优良的补强作用,而构造自重的添加简直可以疏忽。
2、抗腐蚀:碳纤维能有效地防护构件的混凝土和钢筋革职受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀。
3、耐老化:碳纤维与胶构造自身及经其补强的构件可以长时间接受紫外线、核幅射;长时间在-54~80℃下运用,强度不会降低;经加速露出老化试验验证可历时40年功能不变;且在外表涂装后,耐用性愈加杰出。
4、坚持构造原状,外形漂亮:碳纤维片材便于随构件原形贴附,基本不改变构件断面尺度,贴片后外表可以涂刷、张贴饰面资料、防火资料。
5、施工简洁、方便:选用传统的加固补强办法,如包混凝土法、粘钢法,均需进行很多剔凿、植筋、焊接、浇混凝土作业,碳纤维片材施工却不需求。因而,它对施工空间要求很低,便于狭隘空间作业,施工方便,对出产、运用的搅扰很小。
三、碳纤维加固适用范围
碳纤维加固法可用于混凝土结构抗拉、抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。
碳纤维布为按照一定规则排列组成的碳纤维织物,补强修复时,在施工现场用浸渍树脂将碳纤维布粘贴在结构构件表面,固化后与钢筋混凝土结构形成复合体结构,限制钢筋混凝土结构微裂缝的扩展,以此提高构件抗拉能力和变形约束力,达到加固的目的。碳纤维布具有轻质高强和良好的耐腐蚀优点。
四、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土共同受力增大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。
五、工艺流程及操作要点
工艺流程可以归纳为:
施工准备→砼表面处理→涂刷底胶→构件表面残缺面修补→粘贴碳纤维→
表面养护→找平材料配置→底层或树脂配制→浸渍树脂配制
加固的原理
用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能,其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍;碳纤维材料织成碳纤维布后,其中的各碳纤维丝很难完全共同工作,在承受较低的荷载时,一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态,以此类推,各碳纤维丝逐渐断裂,直至整体破坏。而使用粘结剂后,各碳纤维丝能很好地共同工作,大大提高碳纤维布的抗拉强度,故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作,因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用,它既要确保各碳纤维丝共同工作,同时又确保碳纤维布与结构共同工作,从而达到加固的目的。
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