聯(lián)系方式:13917130703 陳工
一,碳纖維布結(jié)構(gòu)加固技術(shù)簡介
粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是指采用高性能粘結(jié)劑將碳纖維布粘貼在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面,使兩者共同工作,提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的(抗彎,抗剪)承載能力,由此而達到對建筑物進行加固,補強的目的。碳纖維增強聚合物是由環(huán)氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。
二,使用碳纖維布加固具有以下幾個優(yōu)點:
a,強度高(強度約為普通鋼材的10倍),效果好
b,加固后能大大提高結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性;
c,自重輕(約200g/m2),基本不增加結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,適用范圍廣;
d,施工簡便(不需大型施工機構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料),易于操作,經(jīng)濟性好;
e,施工工期短(本工程實例僅用一月);因此,碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)方面已產(chǎn)生較大的效應(yīng)。
碳纖維加固技術(shù)適用于各種結(jié)構(gòu)類型,各種結(jié)構(gòu)部位的加固修補,如梁,板,柱,屋架,橋墩,橋梁,筒體,殼體等結(jié)構(gòu),要求基層混凝土的強度等級不低于c15即可;另外,磚砌體的某些力學性能也可以用碳纖維進行加固。
三,碳纖維布加固的原理
用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學性能,其抗拉強度一般為建筑用鋼材的十幾倍;但是,碳纖維材料織成碳纖維布后,其中的各碳纖維絲很難完全共同工作,在承受較低的荷載時,一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態(tài),以此類推,各碳纖維絲逐漸斷裂,直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后,各碳纖維絲能很好地共同工作,大大提高碳纖維布的抗拉強度,故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作,因此粘結(jié)劑對碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用,它既要確保各碳纖維絲共同工作,同時又確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作,從而達到加固的目的。
四,碳纖維布加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用已較成熟,主要集中在以下幾個方面。
(1)提高受剪承載力
碳纖維布對構(gòu)件抗剪的貢獻類似于箍筋的作用,與混凝土共同承受剪力。另外,碳纖維布具有對核心混凝土的約束作用,并能承擔拉應(yīng)力,防止主筋過早屈服,抑制剪切裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。因此,碳纖維布可以明顯提高鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪承載力,增強構(gòu)件的變形能力。影響受剪加固效果的主要因素有碳纖維布的材料性能,碳纖維布的寬度和層數(shù),粘結(jié)劑質(zhì)量,粘貼質(zhì)量,剪跨比,加固前構(gòu)件的受荷情況,錨固方式等[2,3].
(2)提高受彎承載力
由于碳纖維布具有抗拉強度高的特性,可以將碳纖維布粘貼在構(gòu)件的受拉表層,使之與混凝土共同承擔拉應(yīng)力,以提高構(gòu)件的受彎承載力,達到加固補強的目的。粘貼碳纖維布后,受彎構(gòu)件的受彎承載能力明顯提高,有效的抑制了裂縫的開展,構(gòu)件的變形能力和延性性能得到顯著改善[4].影響受彎加固效果的主要因素有碳纖維布的材料性能,碳纖維布的寬度和層數(shù),粘結(jié)劑質(zhì)量,粘貼質(zhì)量,加固前構(gòu)件的受荷情況,縱筋配筋率,構(gòu)件截面尺寸等[4,5].
(3)提高抗震能力
由于碳纖維布能夠約束構(gòu)件的開裂,提高構(gòu)件的剛度和抵抗變形的能力,當需要提高構(gòu)件的抗震能力時,亦可用碳纖維布進行增強和增韌。尤其對于鋼筋混凝土梁柱節(jié)點和受軸向力作用的鋼筋混凝土柱,往往要求進行構(gòu)件的抗震設(shè)計。采用碳纖維布粘貼于梁柱節(jié)點范圍,或?qū)︿摻罨炷林M行包裹,可以明顯改善結(jié)構(gòu)中混凝土構(gòu)件的延性,增加耗能能力,具有良好的抗震加固效果[6].此時,應(yīng)考慮軸壓比,碳纖維布用量,配箍率,長細比等因素對碳纖維布加固構(gòu)件的變形能力和抗震性能的影響。
(4)提高抗疲勞能力
對于承受動力荷載或重復荷載的構(gòu)件,設(shè)計時要求具有足夠的抗疲勞性能,抗疲勞能力的大小與其截面尺寸,配筋率,縱筋類型和荷載級別等有關(guān)。用碳纖維布進行鋼筋混凝土梁和預應(yīng)力鋼筋混凝土梁的加固,經(jīng)200 萬次重復荷載作用后,加固構(gòu)件的強度和剛度不會降低,也不會發(fā)生剝落和脆斷現(xiàn)象[7].如果采用預應(yīng)力碳纖維布加固的形式,預應(yīng)力碳纖維布的存在,使構(gòu)件中縱筋的應(yīng)力幅值有所降低,減少了發(fā)生疲勞破壞的可能。而始終處于高應(yīng)力狀態(tài)的碳纖維布具有良好的抗疲勞性能。其綜合效應(yīng)使所加固構(gòu)件的疲勞壽命大大提高,疲勞變形有所減小,構(gòu)件的疲勞抗裂性能得到較大提高,從而延長構(gòu)件的使用壽命。