近年来,由于受施工质量及各种自然环境、人为因素的综合影响,已建成的混凝土结构可能会出现承载力不足、混凝土表面裂缝等问题,影响结构的正常使用,这些问题大部分是能通过加固改造解决的。碳纤维布具有抗拉强度高、密度小、耐腐蚀性和耐久性好等优点。结构碳纤维加固方法是利用碳纤维胶水将碳纤维布粘结于混凝土表面,以达到结构及构件加固补强的目的,是近年来应用比较先进的加固方法。
碳纤维材料特点
1补强材料薄、重量轻,强度高:碳纤维片材基本不增加原结构尺寸及自身重量。其抗拉强度是普通钢的7~10 倍,且具有优异的补强效果。
2 抗腐蚀:能有效地防护构件的混凝土和钢筋免受酸、碱、盐、水等介质的腐蚀,应用面广。
3 耐久性能好,耐磨损、抗老化:粘贴后碳纤维布及经其补强的混凝土构件可以长期承受紫外线辐射。
4 保持结构原状,外形美观:碳纤维片材便于随构件原形裁剪、贴附。修复补强不增加构件高宽尺寸及体积,且表面可以涂刷、粘贴饰面材料、防火材料。
5 施工简便,快捷:传统加固补强施工工艺如粘钢、外包混凝土方法必须进行大量混凝土剔凿、钢筋绑扎、焊接、浇筑混凝土以及大型机械设备吊装等作业,而碳纤维加固补强施工对施工空间要求很低,便于在狭小空间作业,施工快捷,对周围的干扰很小。
适用范围
工业与民用建筑中钢筋混凝土梁、板、柱、剪力墙结构,桥梁涵洞、隧道、衬砌、钢筋混凝土烟囱、筒仓、池罐侧壁等,因结构损伤承载力不足及改变,且钢筋混凝土结构强度等级不小于C15,且长期使用的环境温度不高于60℃的钢筋混凝土结构,都可采用碳纤维加固施工工法加固、补强。
工艺原理
碳纤维加固是采用碳纤维布以环氧树脂作为胶结材料,将纤维布沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在受损结构上,碳纤维胶作为它们之间的剪力连接媒介,形成新的复合体,使增强贴片与原有钢筋共同作用,增大了结构抗拉或抗剪能力,并能有效地提高结构的强度,延性及抗裂性,控制裂缝和挠度的继续发展,从而起到加固补强的作用。必要时也可交叉粘贴单向纤维片材。整个工艺的关键在于碳纤维片粘贴的紧密性与牢固性,以保证与原结构形成整体,共同工作。
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