当前在工程结构加固改造市场上,粘贴碳纤维复合材料加固是当下热门的加固方式,其原因当然与碳纤维材料的优点有关:重量轻、强度高、耐酸碱、不占原有建筑空间、施工简便、几乎无湿作业等。
结构安全无小事,在加固材料的选购上更是体现得**,加固材料是结构加固中对安全影响的因素,因此在选购中,我们一定要仔细筛选、谨慎决定,防止一时疏忽,留下安全隐患。
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0.167mm,碳布为300g/㎡,厚度为0.111mm,碳布为200g/㎡。
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,达到的加固效果,若果胶体太稀,又会导致浸渍胶流淌,影响粘接效果。
如何选择好的碳布是一件令人较其的事情,市面上众多品牌的碳纤维布鱼龙混杂,令人头晕目眩的同时看起来似乎都没什么区别。然而不同的产品却存在较大的价格差异,部分工程由于采用了劣质产品导致加固失效常有发生,其造成的损失难以估计,因而值得加固改造业的设计、施工、监理和业主单位予以关注,需要多方共同做出努力。
在之前的文章中,我们多次谈到粘钢加固与粘贴碳纤维布加固都可以提高原有建筑结构的承载力,但这两种方法对建筑承载力的提升效果如何,我们就不得而知。通过查阅整理相关的技术资料,将粘钢加固与碳纤维布加固与大家进行分享,希望对大家会有所帮助。
粘钢和粘贴碳纤维布加固法其加固原理基本相同,都是通过结构胶粘剂将薄钢板和碳纤维材料粘贴在原构件表面,使之成为一个整体共同受力提高原有构件的承载力。
从施工方面来说,粘钢或粘贴碳纤维布的厚度不宜太厚。对于粘钢来说,其粘贴钢板的加固量对受拉区和受压区,分别不应**过3层和4层,并且要保证钢板的总厚度不应**过10mm;粘贴碳纤维布的加固量对于预成型板来说,不应**过2层,对湿法铺层的织物不宜**过4层。**过4层时,则应考虑采用碳纤维板进行加固,并采取可靠的加强锚固措施,确保结构安全。
钢筋混凝土结构构件采用粘钢或粘贴碳纤维布加固时,其正截面的受弯承载能力提高幅度,不应**过40%,并应验算其受剪承载力,避免因受弯承载力提高后而导致构件受剪破坏先于受弯破坏;其目的是为了控制加固后构件的裂缝宽度和变形,也是为了强调“强剪弱弯”设计原则的重要性。
由此看来,粘钢和粘碳纤维布加固方法并不能无限提高建筑物的承载力,在对建筑物进行加固处理时,我们必须按照混凝土结构加固原则对建筑物进行结构鉴定并依据鉴定结果选择合理的加固方案,确保结构安全。
粘钢加固和碳纤维布加固能不能互换?
在加固工程之中,粘贴碳布与粘钢加固,是我们常见的加固方法,那么究竟碳布与粘钢加固有哪些相同与不同之处呢?今天我们就来深入了解一下吧!
加固机理相似
粘贴碳纤维布加固和粘钢加固的形式和加固机理比较类似,本质上相当于增加构件配筋,在抗剪、抗弯加固中一般可以互相替换。
粘钢加固工法的优势
碳纤维和钢材弹性模量基本一致,但碳纤维的抗拉强度是钢材的10倍左右,所以要充分发挥加固材料的强度,粘贴碳纤维需要加固构件产生更大的形变。也就是说,在小变形情况下,粘贴碳纤维加固应力滞后显著,所以当构件承载力相差较多时,应**选用粘钢加固;
碳纤维和钢材弹性模量基本一致,达到同样的力值,钢材截面要大的多,所以粘钢加固提高构件钢度的幅度要**过碳纤维加固。也就是说,若补充同样的抗弯能力,构件粘钢加固的挠度、裂缝宽度小于粘碳纤维加固的;
钢板上可以焊接锚筋,也可钻孔设植筋锚固,所以粘钢加固的锚固方式较粘碳纤维灵活;
碳布加固工法的优势
如果将碳纤维布抗拉强度设计值取为2000MPa,钢材(Q235)抗拉强度设计值取为200MPa,可按照0.1mm厚碳纤维布则可相当于1mm厚钢板。
此外,碳纤维轻、薄,不需要大型施工机械,运输储存、施工简便,同样工程量,粘贴碳纤维施工工期约是粘钢的40%。碳纤维和钢材相比,属惰性材料,不锈蚀,也不易被有害介质腐蚀,在恶劣环境下耐久性好。
碳纤维还具有柔韧性,能够包裹复杂外形的构件,并非很光滑的结构建筑的钢筋表面基本有效粘贴率也可以达到**,粘贴钢板是很难达到**有效的粘贴面,相应的验收标准仅仅是达到70%。
在加固工程之中,单采用一种加固工法就将问题完全解决,少之又少,换言之,任何加固工法都会有自己的使用局限,我们就需要掌握每种加固工法的优势,将每种加固工法的优势充分发挥出来,为结构安全**。
碳纤维布加固在抗震领域的使用
近期,世界各地不同层次的发生了地震灾害,频繁的地震灾害给人们带来了巨大的伤害和严重的财产损失,建筑结构抗震加固刻不容缓。为此,为大家推荐适合的抗震加固方法——碳纤维布加固法。
碳纤维布抗震加固技术是通过粘结剂将碳纤维布同被加固的构件粘结而进行的新型加固方法。
碳纤维布采用进口碳丝织成,具有优异的抗震性能高强抗拉耐腐蚀,重量轻,不改变结构形状、不增加结构自重。可广泛适用于各种结构类型、各种结构形状、各种结构部位。用于结构抗震加固尤为合适。
碳纤维布抗震加固具以下不容忽视的优越性:
(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。
(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,所需施工空间小。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。
(5)由于材料柔软,易于随结构外形粘贴,补强后不改变结构外形,同时便于用所需色彩涂装,而不显露补强痕迹。