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。所以很多客户为了保证加固工程的质量,*购买国际大品牌,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。
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,质量易保证,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。
碳纤维加固是建筑加固中经常用到的加固材料,随着社会的发展及技术的日益提高,碳纤维加固技术也越来越成熟,但是其对于加固用碳纤维胶和碳纤维自身的材料要求始终严格。
《混凝土加固设计规范》GB50367-2011 中规定,对使用胶粘方法或掺有聚合物加固的结构、构件,尚应定期检查其工作状态。且次检查时间定为投入使用后的6~8年。
粘贴碳纤维布施工:
1.碳纤维布采用0.167mm厚,弹性模量不小于230000MPa。结构胶应为A级胶。
2.碳纤维布及碳纤维板材要求有出厂合格证,底胶,找平材料,浸渍树脂必须为同一厂家并按厂家要求配制。
3.施工程序
1)清除被加固梁表面的剥落,疏松,蜂窝,腐蚀等裂化的混凝土,露出结构层。
2)转角粘贴处进行倒角处理,并打磨成圆弧状,圆弧半径不小于20mm。
3)当碳纤维布沿纤维受力方向需要搭接时,其搭接长度不应小于100mm,当采用多层碳纤维布加固时。各条或各层之间的搭接位置宜相互错开。
4)将底层树脂均匀涂抹于粘贴混凝土表面,在树脂表面指触干燥后,立即对混凝土表面凹陷部位用找平,材料填补平整,且不应有棱角;在找平材料指触干燥后,立即涂抹浸渍树脂,用特制滚筒将按设计要求尺寸裁剪的碳纤维布沿纤维方向多次滚压,挤除气泡。使浸渍树脂充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。
5)检验及验收
a施工前,应确认碳纤维片材及配套粘结材料的产品合格,产品质量出厂检验报告。
b施工过程中应严格按照上述规程有关条款进行各工序隐蔽工程的检验与验收。
c碳纤维片材实际尺寸应不少于设计量,位置偏差不应大于10mm。
d当碳纤维布的空鼓面积小于10000mm2时,可采用针管注胶的方式进行补救。空鼓的面积大于10000mm2 时,应将空鼓处的碳纤维片材切除,重新搭接粘贴上等量的碳纤维。
碳纤维布作为工程结构加固常用的纤维材料之一,目前市场上有着300g/㎡和200g/㎡两种型号,因为其克重不同其价格也有较大的差别,有的人就会问该如何选择使用哪种型号的碳纤维布进行加固施工,但是不同克重的碳纤维布仅仅只是重量不同吗?为你解读它们到底有什么不同。
首先大家都知道碳纤维布是由12k小丝束碳纤维原材进行编制而成,在编织方面200g/㎡的碳纤维布使用的是24根12k碳纤维原丝进行编织,而300g/㎡的碳纤维布则是采用36根12k碳纤维原丝进行编织。
与此同时其厚度也有所不同,200g/㎡的碳纤维布其设计厚度为0.111mm,然而300g/㎡的碳纤维布其设计厚度则是0.167mm。
由于克重的不同,则证明了每平方米碳纤维布种碳纤维的有限含量不同,其力学性质会有着明显的差异。
大家都知道国标中对与碳纤维布的力学性能有着明确的要求,对于高强I级的单向碳纤维布来说其抗拉强度应不小于3400MPa,即就是说市场上的碳纤维布都应该满足国标中这个基本要求才算合格,才能大量应用于加固工程当中。200g/㎡克重的碳纤维布其抗拉强度已达到3600MPa~4000MPa,然而300g/㎡克重碳纤维布的抗拉强度更是达到了3800MPa~4300MPa的高度。
1、按照设计要求裁剪碳纤维布,裁剪的数量应保证在当天用完,避免浪费。并妥善保管裁剪好的碳纤维布。
2、碳纤维布要做好防潮处理,存放、运输、施工过程中都应避免碳布的弯折。
3、碳纤维布配套树脂应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射和有高温源的地方。
4、碳纤维为导电纤维,施工过程中应避免与电源接触,以免发生触电事故。粘贴碳纤维布时,操作人员必须穿工作服,戴好防护口罩和防护手套。
5、树脂的配制和使用场所,应保持通风良好。
6、在现场施工的工作人员应采取相应的有效保护措施。
碳纤维布加固补强混凝土梁板时,截面的平均应变仍符合平截面假定原则,在计算分析中,可将其做为一个基本假定。根据平截面假定,碳纤维的应变应略大于钢筋应变,为简化计算,可以近似认为碳纤维的拉应变等于钢筋拉应变,按照拉力相等的原则,可将碳纤维布的面积转化为等效钢筋面积,然后根据钢筋混凝土单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力设计公式进行计算。
总的来说粘贴碳纤维布加固法是一种简单便捷的加固方法,但是它也不是**的,在规范中明确指出,粘贴碳纤维布加固法在提高构件承载力的时候,多只能提高其承载力的40%,所以在实际工程中应根据实际情况选则合理的加固方法,才能达到加固补强的真正目的!