碳纤维本身的抗拉强度是很高的,复合后表现的自然是增强效果。碳纤维布加固混凝土结构主要是通过建筑结构胶将两者粘结成一体,保证两者共同受力,而且碳纤维布材料轻且薄,基本不增加结构自重,同时还能提高混凝土结构的承载力和延性,改善受力性能。重要的一点是对于碳纤维布和混凝土结构界面力学性能的研究加快了该加固技术的使用。
像碳纤维布、钢筋、竹子这些材料,很容易弯曲。所以,往往产生疑问,为什么这些东西,能用在很坚固的建筑上面,作为承重呢?
换个角度,你就明白了。比如把这些材料两端拉直,固定好,在上面放东西。即使承拉能力差的几根竹子,在承载几顿的重物下,也不会产生大的形变。碳纤维布,加固钢筋混凝土的原理也是如此。假设对一个楼板进行加固,在楼板底部用工业胶固定好碳纤维布。这时候,把楼板中间钢筋全部切断,那么楼板就相当于重物,而碳纤维布就相当于被拉直,死死固定在两端,支撑住楼板,而自身不会产生大的形变。并且碳纤维同时具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能。
这个时候,令人担心的,反而是固定住碳纤维布的胶能不能死死的粘住梁、楼板跟碳纤维布,固定时使用的胶的好坏也是非常重要的。
很多没有从事了解过这行的朋友也许对碳纤维布感觉到非常的陌生,因为国内碳纤维布也是这几年才慢慢流行于建筑当中来的,能够在房屋建筑中起到很好的用途,利于一些特别是用在时间比较长的混泥土商,我们都是挺常用的.
碳纤维是随着各类事业发展起来的新型材料,近年来被广泛的应用于航空、车辆、体育休闲、水利、铁路等项目中,今天我们讨论的建筑碳纤维,顾名思义就是建筑工程上用的碳纤维加固材料,它是如何在建筑上运用的?一起来看一看。
建筑用的碳纤维是什么材料制作的?
建筑用的碳纤维是采用聚腈基原丝编织而成的单向布,单向碳纤维布应用于对混凝土、钢或者其他构件的修复、加固效果明显,其抗拉强度可以达到3500MPa以上,为普通建筑用钢材的10倍,而比重仅为钢材的四分之一,是建筑加固的得力助手。总的一句话,建筑碳纤维是一种高强轻质的高性能材料。
碳纤维只可以用来加固受损的建筑吗?
碳纤维除了用于加固受损建筑,还可以用于建筑功能改造、荷载增加等。
碳纤维的优点
1、自重轻,施工方便快捷,不增加结构荷载;
2、轻度高,能灵活地用于抗弯、封闭箍和抗剪加固;
3、柔和性好,不受结构(梁、柱、通风筒、管道、墙体等)外形限制;
4、耐久性佳,抗化学腐蚀和恶劣环境气候变化的能力强;
5、抗高温、抗蠕变、抗磨蚀、抗震性能好;
6、符合环境要求;
7、适用范围广、混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。
建筑用碳纤维型号
克重:200g/㎡、300g/㎡
厚度:0.111mm(200g)和0.167mm(300g)
宽度:100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊宽度。
建筑碳纤维胶
建筑碳纤维胶是建筑碳纤维布的配套用胶,包括底胶、找平胶和浸渍胶。底胶的作用是对凿除后的破损混凝土进行渗透粘结加固,若构件表面完好无损则*进行加固;找平胶用于加固构件表面缺陷的修补找平;浸渍胶用于浸渍和粘结碳纤维布,从而对构件进行补强加固。
碳纤维施工
1.混凝土表面处理
混凝土面应凿除粉饰层,油污、污物等,然后用角磨机磨去1~2mm厚表层,混凝土构件转角处应进行倒角处理,打磨完毕用压缩空气吹净浮沉,然后用棉布蘸酒精试净表面,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。
2.底胶施工
施工时,底胶A、B两组份按规定的配胶比例称重,倒入洁净容器内并搅拌均匀(搅拌时沿同一方向搅拌,尽量避免混入空气形成气泡。用毛刷或滚筒刷在混凝土表面均匀涂刷,胶表层干燥以后,可视具体情况进行多次涂刷,但是涂层厚度不**过0.4mm,并不得漏刷或有流淌、气泡,等胶固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不小于2小时),再进行下一道工序。)每次配制的皎液应在胶的适用期内一次用完。
建筑碳纤维
3.找平施工
混凝土表面气孔及问题应使用找平胶补平。存在凹陷部位时,将配置好的找平胶用刮刀嵌刮进行修补填平,模板接头等出现高度差的部位应用找平胶填补,尽量减少高差。转角的处理,应用找平胶将其补为光滑的圆弧,半径不小于20mm。找平胶须固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不少于2小时),方可进行下一道工序。
4.碳纤维布的粘贴
将碳纤维浸渍胶均匀涂抹于被粘贴部位,拐角部位适当多涂抹一些。将碳纤维布拉紧对齐后粘贴,用塑料刮板 或滚筒(用去掉外边绒毛的涂料滚筒即可),沿同一方向反复滚压,直至胶料渗出。然后在碳纤维布外表面也均匀涂抹浸渍胶,并反复滚压,使浸渍胶双向充分浸润碳纤维布。若多层粘贴,待手指触感干燥,可进行下一层粘贴。碳纤维布若需搭接,搭接长度不宜小于100mm。
5.固化养护
施工完成后24小时内防止雨淋或受潮,并注意保护,防止硬物碰伤施工表面。平均气温20~25℃,固化时间不得少于3天;平均气温为10℃,固化时间不得少于7天。
看不起眼的碳纤维,在新材料界是一匹“”。一仅有头发丝1/10粗丝的高性能碳纤维,拉伸强度可以达到钢的7~9倍,而比重仅有钢的1/4,在几千度高温下,别的纤维已化为灰烬,它却毫无变化,现如今碳纤维布就广泛应用于桥梁房租加固等领域。
碳纤维这一概念起源早要追溯到19世纪。英国人斯旺早用碳丝制造电灯泡的灯丝,后来爱迪生做出了实用的白炽灯碳灯丝,不过由于1910年库里奇发明了拉制钨丝的方法,灯丝全面改用钨丝,早期的碳纤维研究被打入冷宫。
直到20世纪50年代以后碳纤维再次登上历史的舞台,为了解决喷管和弹头耐高温和耐腐蚀等问题,美国研制出粘胶基碳纤维。虽然它已发展颇久,在民用领域的技术却还不成熟。真正高强度的碳纤维制造成本居高不下,导致推广起来也较其不易。
现在碳纤维的制造成本逐步降低,正努力进军商业领域。现在的F1(世界一级方程锦标赛)赛车,车身大部分结构都用碳纤维材料。跑车的一大卖点也是使用碳纤维来提高气动性和结构强度。因为碳纤维较度高强度,质量轻,又易于成型的特性,许多应用看起来都颇为令人赞叹,像碳纤维布,薄薄的一层布,搭配着胶,就能应用于桥梁加固,房屋加固等混凝土相关的领域,并且有着相当惊人的附着力和加固效果。
碳纤维布的使用范围以及注意事项
碳纤维布在施工中的工艺大家都知道,在工程施工前,应确认碳纤维布和配套树脂类胶粘材料的产品合格证,产品质量出厂检验报告,各项性能指标应符合要求,而且在这个过程中及时对碳纤维布和配套树脂类胶粘材料进行现场取样进行送检复试。
在加固修复时,需要及时进行各工序隐蔽工程检验与验收,如果施工质量不能满足要求,应立即采取补救措施或返工。这些注意事项都是施工方面,但是为重要的大家需要记住产品与产品之间的使用方式。施工过程中严禁使用以下产品:选择正规的碳纤维布,严禁用玄武岩纤维、大丝束碳纤维代理;结构筋,产品过期使用和生产日期不符合/不明,包装上破损和产品的主要成分为乙二胺、游离甲醛含量**标等。
那么下面介绍碳纤维布的适用范围吧!碳纤维布在建筑施工使用中起到重要的作用,因为碳纤维布适用于各种结构类型,各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。适用于港口工程和水利水电等工程中混凝土结构、砌体结构、木结构的补强和抗震加固,特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固;基层混凝土的强度要求不低于C15,在施工中,施工环境温度在5~35℃范围内,相对湿度不大于70%。