碳纤维布加固之大偏心受压构件
在钢筋混凝土建筑及桥梁中,偏疼受压构件的使用较多,如梁桥中的墩身、柱根底等。这类结构(构件)的一个一起特点是正截面上效果着轴心压力和弯矩。
偏疼受压构件由于使用较多,在钢筋混凝土中也是容易被损坏的构件,一般情况下,偏疼受压构件的损坏特征如下:
当相对偏疼距较大,且受拉钢筋配筋率较小时,偏疼受压构件的损坏是由于受拉钢筋首先到达屈从强度而导致受压混凝土压碎,这一损坏称为大偏疼受压损坏。其接近损坏时有显着的征兆,横向裂缝展开显著,构件的承载力取决于受拉钢筋的强度和数量。
当相对偏疼距较小,或虽然相对偏疼距较大,但构件配置的受拉钢筋较多时,就有可能首先使受压区混凝土先被压碎。在通常情况下,接近轴力效果一侧的混凝土先被压坏,受压钢筋的应力也能到达抗压规划强度;而离轴向力较远一侧的钢筋仍可能受拉但并未到达屈从,但也可能仍处于受压状况。临损坏时,受压区高度略有添加,损坏时无显着征兆。这种损坏属于小偏疼受压损坏。
在目前的钢筋混凝土加固办法中,用张贴碳纤维布的办法加固大偏疼受压构件使用广泛。该办法是经过配套碳纤维胶将碳纤维布张贴于构件之上,到达加固补强的效果。选用碳纤维布加固大偏疼受压构件需要注意的是:
当选用碳纤维布加固大偏疼受压的钢筋混凝土柱时,应将碳纤维布张贴于构件受拉区边际混凝土外表,且纤维方向应与柱的纵轴线方向共同。这是由于碳纤维布不能接受压力,只能考虑其抗拉效果,因而标准规定将碳纤维布的受力办法规划成仅接受拉应力效果。
别的,在大偏疼受压构件加固核算中,对碳纤维布之所以不考虑强度利用系数,是由于在实践工程中绝大多数偏疼受压构件均处于受压状况。因而,在承载能力极限状况下,受拉侧的拉应变是从受压侧应变转化过来的,故不存在拉应变滞后的问题,亦即以为碳纤维布的抗拉强度能得到充分发挥。
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。
碳纤维材料的加固优势介绍
现在很多加固工程在选择施工材料时多会选择碳纤维材料,碳纤维材料和其他多种加固材料有着明显的不同,相比较而言,碳纤维材料更具有加固优势,存在经济性高、适用面广、操作步骤简单等多种优势,基本各类加固工程的施工环节都会**选择并使用该类加固材料,碳纤维加固材料具体有哪些加固优势表现呢?接下来的时间,小编就站在专业的角度,来为大家详细解答。
一、施工便利性强,易于掌握施工要点
碳纤维材料主要有两种,其一是碳纤维板,其二是碳纤维布,目前,在加固工程中,两种类型的碳纤维材料都比较常用,在施工环节,使用碳纤维材料易于掌握施工要点,施工操作简单,施工的便利性强,即使是毫无施工经验的新手施工也能保证加固效果。
二、施工可行性高,不受到周边环境的干扰
并不是所有的加固材料适用性均较强的,有些加固材料在某些特定的加固工程并不适用,一旦随意使用,将会直接影响到加固质量,也会对周边环境造成严重的影响。碳纤维材料却不存在这些问题,和其他的加固材料相比,碳纤维材料的优势表现还是十分明显的,施工可行性相对较高,施工结束后也不会对周边环境造成干扰影响,是优质的,且客户较为认可并会时间选择的加固材料。
三、市场价格较低,降低施工材料成本
和钢板等加固材料相比,碳纤维材料的市场销售价格相对较低,使用碳纤维材料加固建筑物,即使需要使用的总量较多,也能有效降低施工成本。
四、实用性较强,加固寿命相对较长
对于客户来说,当加固工作结束之后,他们不仅会关注加固质量,也会重点关注加固寿命,使用钢板以及混凝土等施工材料加固建筑物,加固寿命都是十分有限的,然而,碳纤维材料的使用寿命却高达50年以上,这也是碳纤维材料和众多加固材料相比较后,所存在的一大优势,对于住宅类使用年限较长的建筑物,在加固时,如果施工现场允许,碳纤维材料可以作为的加固材料。
五、操作步骤简单,没有施工难点
对于施工单位来说,虽然他们有着*的施工经验,不过,不同类别的加固材料所存在的施工难点不同,故而,施工单位在加固施工时所需要掌握的施工要点以及需要注意的施工细则方面都是不同的,碳纤维材料施工时操作步骤简单,施工难度较低,易于掌握加固施工的整体步骤,有效保证加固质量。
以上几点就是小编为大家整理的关于碳纤维材料的加固优势所在,其实,碳纤维材料近几年的应用频率较高,对于客户而言,碳纤维材料具有较多的选择优势,也是值得选购的优质加固材料。
碳纤维布加固修复混凝土裂缝
1、引言
碳纤维材料用于混凝土裂缝加固修补的研究始于80年代美、日等发达国家。目前,随着我国经济建设的逐步增长,已竣工的工程和在建工程,特别是公建工程随房屋功能的需要的不同而改变,难以满足当前规范使用的需求,结构需进行维修、加固,目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包钢法、粘钢加固法和碳纤维加固法。前3种的加固方法施工周期长、占地大、功效小。碳纤维布加固是目前设计单位加固设计中常用的一项,它具有强度高、施工速度快、功效高的特点。碳纤维布的抗拉强度能达到3400mpa以上,受力弹性模量在240000mpa以上,延伸率能达到2%,单位面积质量≦300g/㎡。
2、碳纤维布加固混凝土结构的技术特点
碳纤维布加固法是将抗拉强度较高的碳纤维用预浸成为复合增强材料;用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,达到结构补强和改善结构受力的目的。与加大截面法、外包钢法、粘钢加固法相比碳纤维布加固具有明显的优势:具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,悍马碳素纤维作为新型的补强材料,而备受青睐和关注。
(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍,能达到提高结构的承载力,改善结构的受力性,达到加固目的。
(2)自身重量轻薄,密度只有普通钢材的1/4,经加固后的原构件基本不会增大自身重量和尺寸。
(3)耐腐浊、耐久性好,可阻抗化学腐浊和恶劣环境、气候变化。经研究实践表明在外面的碳纤维布的寿命在30年左右。而表面涂抹水泥砂浆保护层或其他保护材料的碳纤维布寿命在50年左右。
(4)施工方便简便、施工速度快、基本不占用场地、省时省力施工质量易保证。
(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可以加固。特别是对其他加固方法无法进行结构加固的结构碳纤维加固法都可以进行加固施工。像隧道、烟囱、受盐腐的混凝土、桥梁等。可大幅度提高构件的承载力、抗震性能和耐久性能。
3、碳纤维布加固工程实例
3.1概述
广场6#楼位于该县老汽车站。一至七层为购物中心,建筑面积43760㎡,集购物、休闲、娱乐为一体。在工程施工至4层结构时由于业主招商引入某影业有限公司在a区6、7层增设电影院。由于影院功能需求影厅高度要达到9米以上,因此影厅内7层楼面取消,经设计院对a区重新设计验算对4层以下及地下室柱、进行加固处理。
3.2加固方案
设计院提出2套加固方案
1、外包钢加固法:梁部位加固在梁底粘贴6mm厚钢板,柱加固在柱四角包8mm×l80 mm角钢4mm×50厚缀板@250焊接灌浆。优点:加固材料可控性好,定期保养、油漆是钢板长期不锈。缺点施工难度大,周期长,增加构件自重,钢板与混凝土结构不易粘结。
2、碳纤维布加固法:选用碳纤维布的抗拉强度达到3400mpa以上,受力弹性模量在240000mpa以上,延伸率能达到2%,单位面积质量≦300g/㎡。优点:施工容易,重量轻、体积小,速度快,碳纤维布与混凝土结构易结合,寿命能达到30~50年。
考虑到时间就是效益,选用碳纤维布加固法进行加固处理,使工程能提前完工,商场提前开业为业主提前创造效益。
3.3施工工艺流程
施工准备→混凝土表面处理→找平材料配置→构件表面残缺修补→底胶配置→涂刷底胶→浸渍树脂胶配置→粘贴碳纤维布→表面养护。
3.4施工工艺要点
3.4.1、表面处理
1)、混凝土表面如出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予剔除,对于较大面积的劣质层,在剔除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。
2)、裂缝部位,如有必要应先进行封闭处理。
3)、用混凝土角磨机、砂轮(砂纸)等工具,去除混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸出部位要磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(r³ 10mm)。
4)、用吹风机将混凝土表面清理干净并保持干燥。使用高强度聚合物砂浆修补表面凹陷底部分。
3.4.2、构件表面残缺系修补
1)、混凝土表面凹陷部位应用刮刀嵌刮整平胶料修补填平,模板接头等出现高度差的部位应用整平胶料填补,尽量减少高差。
2)、转角的处理,应用整平胶料将其修补为光滑的圆弧,半径不小于10mm。
3)、整平胶料须固化后(固化时间视现场气温而定,以手指触感干燥为宜,一般不小于2小时),方可再进行下一道工序。
3.4.3、涂底胶
1)、按一定比例将主剂与固化剂先后置于容器中,用搅拌器搅拌均匀,根据现场实际气温决定用量,并严格控制使用时间,在规定时间内用完。
2)、用滚桶刷或毛刷将胶均匀涂抹于混凝土构件表面,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。
3.4.4、碳纤维布粘贴
1)、粘贴碳纤维布的气温应在10℃以上,按设计要求的尺寸裁剪碳纤维布,除非特殊要求,碳纤维布长度应在3m以内。
2)、按悍马厂家提供的施工工艺规定配置浸渍胶,比重称量正确装入容器充分搅拌均匀,一次调和量应在规定时间内用完。用滚筒刷均匀涂抹于所粘贴部位,在搭接、拐角部位适当多涂抹一些。
3)、用特制光滑滚子在碳纤维布表面沿同一方向反复滚压至胶料渗出碳纤维布外表面,以去除气泡,使碳纤维布充分浸润胶料。当需要搭接粘贴时,搭接长度应大于10cm。多层粘贴应重复以上步骤,待纤维表面指触感干燥为宜,方可进行下一层碳纤维布的粘贴。
4)、在外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶料。
3.4.5、养护
粘贴碳纤维布后,自然养护1-2小时达到初期固化,应保证固化期不受外界干扰和碰撞。碳纤维布粘贴后达到设计值自然养护应在14天左右。
4、加固效果
碳纤维布粘贴完成达到龄期后,请专业检测部门对其与混凝土结合强度做了破坏性拉拔试验,试验结果拉拔强度**过设计要求,碳纤维布牢固的与混凝土粘结在一起,达到了设计要求。
5、结论
碳纤维布具有轻、薄、高强度、抗腐浊、耐老化等优点。很好的与混凝土结构形成一个共同体,使混凝土结构补强的抗拉强度达到一定的目的。
碳纤维布加固法与粘钢加固法比较费用差不多,但悍马碳纤维布加固施工方法简单、速度快捷、功效高、施工场地占用少、工期短,在工期上具有明显的优势。
碳纤维布加固法效果好,强度高、适用范围广、施工质量容易保证、耐腐浊及耐久性好不受环境条件的影响,采用悍马碳纤维布加固后基本不增加结构自身的尺寸和重量,能适应各种其它加固无法施工的结构,碳纤维加固在越来越多的领域广泛应用。