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碳纤维布楼板带来建筑行业的全新时代
传统的建筑加固的方式无非就是加厚建筑的表层,这种做法不仅仅对于建筑的整体加固性并没有非常明显的效果,还会因为加固的时候使用太多的材料,导致加固的成本过高,操作比较不简便,在未来的使用中,也会因为保质期时间太简短,所以就会有更多的工程在选择加固材料的时候,都会选择碳纤维加固。
可以说是开启了建筑兼顾行业的全新模式,今天就带领大家了解一下这种全新模式的优点,你准备好了吗?
1、在施工的过程中,碳纤维更节省空间;
2、碳纤维加固施工步骤简单容易操作,在现场并不需要设立固定的措施;
3、碳纤维施工质量可以得到**;
4、碳纤维加固技术是在不增加楼层本身重量的基础上进行加固的,因此它更加的安全和耐用;
5、在防腐蚀方面,使用碳纤维加固技术的建筑项目更胜一筹。
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。
碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、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;混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固;隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固;受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固;之后的又一种新型的结构加固技术。
所有进场材料,包括碳纤维材料和胶结材料,必须符合质量标准,并具有出厂产品合格证,符合工程加固补强设计要求。
碳纤维材料在运输、储存中不得受挤压,以免碳纤维受损,也不得直接日晒和雨淋,胶结材料应阴凉密闭储存。
各工序的施工质量,由技术人员负责指导、监督,每一道工序完成后提请技术员检查、认可后,才能进行下道工序。
当然,如果要是选择碳纤维加固价格上面也会有更多的优势,减少工程维护中的成本,还能够大幅度提高工程的质量,碳纤维布加固的价格按照每平方来计算,一般碳纤维布加固的价格主要看碳纤维布和碳纤维胶水的质量,在一个要看施工的难易程度了,这两方面决定了碳纤维布加固的价格。
碳纤维布粘贴技术由于不需要大型机具、设备、现场可任意裁剪,不像钢板一样需要专门的切割工具,故其施工工期短,一般比常规加固及补强方法缩短50%的时间,故可以节省大量的施工工期、机械台班费、人工费。
碳纤维布粘贴技术的施工工艺相对比较简单,但对施工过程要求较严,对施工人员的素质要求较高。在实际施工中应特别注意以下几个方面的质量控制:
01
加固必须遵循先加固后加载的原则进行,必要时须进行卸载处理(由设计人员验算确定)。
02
钢筋混凝土构件表面的处理程度将直接影响加固质量效果。要求打磨平整直到露出新混凝土面。转角粘贴处必须打磨成圆弧状(R≥20mm),因为直角处会导致应力集中,从而影响其强度发挥。打磨完成后用压缩空气将灰尘吹净。
涂底胶前,再用丙酮或酒精刷洗一遍,**粘结面的清洁干净,使得碳纤维与钢筋混凝土构件有一个良好粘结,形成一个有效复合体。表面污物浮浆没去除干净或不够平整、错台的,将严重影响碳纤维布复合层与混凝土之间的正拉粘结强度,直接影响施工质量和加固效果。
04
碳纤维布一定要用碳纤维浸渍胶浸透,尽可能让粘接剂充分渗入碳纤维单丝之间的空隙中,提高各单丝之间的共同工作性能。
按规定要求严格控制浸渍胶配制的比例,并搅拌至色泽均匀。根据现场的实际环境温度决定树脂胶的拌合量,并按要求控制使用时间。
碳纤维布粘贴技术由于具有许多优点,且具有良好的技术经济效益、社会效益和环境效益,被广泛地应用于建筑物、隧道、桥梁、涵洞及地下结构工程等钢筋混凝土结构构件的加固工程中。由于采用了碳纤维布粘贴技术,有效提高原有结构的承载能力、不增加构件的结构尺寸、施工方便、其综合经济性能相当**、大大的缩短工期等具有较大优势,随着整个社会经济的发展,这种技术必将成为未来钢筋混凝土结构加固技术的主流。
建筑加固改造是随着建筑业的发展而发展起来的,加固工程领域广泛,涵盖了房屋、桥梁、道路、隧道等各个不同的工程领域,是一个新型的朝阳行业。当然,加固方法也是有很多种,碳纤维加固、粘钢加固、植筋加固法等,其中,以碳纤维布加固居多。
碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术,已经得到较为广泛的应用,并已产生较大的经济效益;在混凝土结构的加固中,碳纤维布主要是分担钢筋的受力,即碳纤维布的主要作用是提高结构构件的抗拉强度。
随着建筑由于各种原因造成承载力降低、混凝土强度降低或需要提高抗震能力和修补建筑裂缝,碳纤维加固法加固效果好,高强高效,适用面广,质量易**,耐腐蚀及耐久性能,且这项技术具有施工简便快捷、安全可靠、耐久性好,能适应各种复杂的结构外形,不影响原结构的外观等诸多优点,碳纤维布补强技术将有广阔的应用前景。
碳纤维加固修补技术具有如下的优越性:
(1)优异的力学性能,可有效地应用于多种形式的结构补强,包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展、增加结构的延性。
(2)优异的化学稳定性,使经过补强和维修的结构具有较强的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力;具有足够的适应气温变化的能力。易子外加防火涂层后有效地防火。可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力,延长结构寿命,这是包钢方法不可比拟的。
(3)材料的轻质高强,可以不增加结构体积,所增加的结构自重几乎可以不计。这是传统方法做不到的。
(4)施工工序简单,可用小型电动工具操作,不像传统补强方法需要众多工种、大量劳动力、大型施工设备及吊装机械。因而可以在传统技术无法施工的有限作业空间内实施。而且进度快、工期短,更能在持续交通有振动的情况下操作。从而大大缩短工程停工、停止运营或断路施工的时间,较大地降低经济损失和社会影响。
目前市场上售卖的碳纤维布比较杂乱,很多牌子听都没听过,甚至没有匹配相应的使用说明书,令客户在购买的时候很是不安,不知道怎么选择。所以很多客户为了**加固工程的质量,*购买**大品牌,如日本东丽、东邦等。
这些大品牌固然是好,但是由于航空运输、技术持有等因素,使得它们的价格也比一般的国产品牌要贵很多;另外,从情感上来说,国产品牌是我们傲娇世界的敲门砖,国人理应支持国货,为此献一份力。
有的人说了,难道让我放弃工程质量来支持国货吗?
当然不是了。大家之所以对国产碳纤维布印象不佳,是因为那些“遗珠”你还没有发现!国产碳纤维布并非都是差的,好的厂家比比皆是,只是做出品牌的比较少。好的品牌如上海悍马,产品大多用在建筑加固补强上,其在用户当中的口碑很好,是国产品牌中的*。
碳纤维增强复合材料因其优异的力学性能,成为近年来被大量应用于多种结构补强加固中的一种新型材料。同时随着桥梁加固技术的不断进步,碳纤维粘贴补强技术在理论设计和施工等方面也得到了进一步完善和发展,成为目前研究的热点。
采用碳纤维加固的混凝土结构,屈服荷载和极限承载力都有明显提高,碳纤维高强高弹模的特性对结构的刚度提高也有所贡献,结构破坏形式明显改善,从脆性破坏向延性破坏转变。
碳纤维布的加固原理
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;但是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,同时又要确保碳纤维布与结构共同工作,从而达到加固的目的。
试验方案
在预应力混凝土空心板跨中混凝土及碳纤维上粘贴电阻应变片,按《预制混凝土构件质量检验评定标准》(GBJ321-90)对预应力混凝土空心板进行结构性能试验。在1.0倍正常使用短期荷载检验值作用下持荷30min,其余每级荷载作用下持荷10min。持荷结束时,使用静态电阻应变采集仪跟踪记录混凝土及碳纤维在各级荷载作用下的应力应变情况,用百分表量测空心板在各级荷载作用下的挠度变化,用读数显微镜观测裂缝宽度并记录裂缝开展情况。为检验预应力混凝土空心板的承载力情况,所有试验均做到破坏为止。
试验结论
(1)采取粘贴碳纤维加固预应力混凝土空心板,可以有效地提高预应力混凝土空心板的承载力。
(2)在同样荷载作用下,粘贴碳纤维加固后可以有效减少预应力混凝土空心板的挠度。
(3)粘贴碳纤维加固后预应力混凝土空心板的开裂荷载增大。
(4)采取粘贴碳纤维加固预应力混凝土空心板,基本不影响构件的截面高度及自重,对用户空间的净高度及建筑物的其他结构没有影响。
(5)试验中碳纤维拉应变为12000με,建议设计时碳纤维抗拉强度取2000MPa。
结语
随着人们对碳纤维材料的进一步深入研究以及碳纤维加固技术的推广和实践,碳纤维加固的不足会逐步得到克服,碳纤维材料的性能会更加优良,碳纤维加固理论及加固技术将逐步走向成熟,碳纤维加固技术在工程加固领域将扮演越来越重要的角色。