碳纖維加固技術是一門新型、高效的結構加固技術,它是用環氧樹脂粘結劑將碳纖維布沿受拉方向或垂直裂縫方向粘貼在待補墻結構上,使增強貼片與原有鋼筋混凝同受力,提高結構的抗彎、抗剪能力,從而達到對結構構件進行加固、補強的目的。目前,此項技術在美國、日本、歐洲等發達國家和地區已有成熟的運用,而國內對此的研究和應用相對比較滯后。
采用碳纖維布加固具有以下特點: @抗拉強度高。碳纖維材料的優異物理力學性能,在加固修補混凝土結構中可以提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到高效加固修補的目的:@自重輕,基本不增加結構自重及截面尺寸。并目柔性好,易于裁剪,適用范圍廣:0加固后能提高結構的耐腐蝕性及耐久性,實驗表明,碳纖維加固混凝土結構可以抗御建筑物經常遇到的酸、堿、鹽對結構物的腐蝕,施工工期短,施工便捷。不需大型施工機構及周轉材料,無濕作業,施工占用場地少,經濟性好。 混凝土柱因增大荷載造成受壓不足,可根據受壓的承載力采用單層或雙層加固。湖北專業碳纖維加固施工方案
碳纖維加固混凝土裂縫技術對于寬度大于0.2mm的貫通裂縫,采用壓力灌注結構膠的方法進行補強,同時沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼碳纖維,在要補強的結構上,形成一個新的復合體,使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力,提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。常用于根底修補的工字梁可以抵擋136~181kN的拉力,避免墻體彎曲,而10cm寬的碳纖維條可接受8至10倍這樣的壓力,其厚度只要3.2mm。[2]用碳纖維修補房屋裂縫有以下優點a、重量輕,厚度薄,基本不增加結構自重及截面尺寸。b、適用面廣,靈活性強,可用于各種類型和形狀的結構構件加固。c、施工方便快捷,不需要大型機具,沒有濕作業,無需動火,無需其他固定措施,不受原結構形狀限制。d、高耐久性,由于不會生銹,非常適合在高酸、堿、鹽及大氣腐蝕壞境中使用。安徽柱碳纖維加固施工工藝碳纖維布的輕質、耐久高、抗腐蝕等特性在混凝土加固中發揮重要作用。
目前我國大多數的建筑為鋼筋混凝土建筑,建筑材料老化,施工缺陷,荷載增加導致了結構安全性不滿足要求。碳纖維加固技術碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,具有節省空間,施工簡便,不需要現場固定設施,施工質量易保證,基本不增加結構尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外,采用該工法,可提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳素纖維作為劃時代的補強材料,而備受青睞和關注的應用。(1)抗拉強度高,是同等截面鋼材的7-10倍(2)重量輕,密度只有普通鋼材的1/4(3)耐久性好,可阻抗化學腐蝕和惡劣環境、氣候變化的破壞(4)施工方便快捷、省力節時、施工質量易于保證,(5)適用范圍廣,混凝土構件、鋼結構、木結構均可進行加固。可大幅度提高構件的承載能力、抗震性能和耐久性能。
在橋梁加固過程中,確定碳纖維布的粘貼位置需要遵循一定的原則和步驟。首先,要評估和荷載分析橋梁的結構,了解其受力狀態、存在損傷以及所承受的載荷類型、大小和相應的分布情況。根據分析結果,確定需要加固的部位和粘貼碳纖維布的關鍵部位,通常是結構的薄弱區域點、其開裂部位或承受較大荷載的位置。在粘貼碳纖維布時,需要注意以下幾點:碳纖維布的纖維方向應沿縱向貼于梁的受拉面,對于斜截面受剪加固,纖維方向應沿橫向環繞貼于梁周表面。粘貼碳纖維布時,應注意粘貼面的清潔和干燥,確保粘貼效果。在粘貼碳纖維布之前,應對粘貼部位進行打磨處理,去除表面的污垢和浮漿,保證粘貼的密實性和平整度。在粘貼碳纖維布時,應按照設計要求進行操作,確保粘貼的位置、尺寸和層數符合設計要求。在粘貼完成后,應對碳纖維布表面進行保護處理,防止外界因素對加固效果產生影響。總之,在橋梁加固過程中,確定碳纖維布的粘貼位置需要綜合考慮橋梁的結構特點、受力情況和加固要求等因素,并按照相應的設計要求進行操作,以確保加固效果達到比較佳。碳纖維布應盡可能一次粘貼完成,如需二次粘貼時,應采用多層重疊的方式進行粘貼。
貼碳纖維加固法之所以較大限度的提高構件的強度,關鍵在于它神秘的科學原理。迄今為止,世界上還沒有人能完全地將其原理闡述出來。但是國內外學者大都認為碳纖維抗剪加固時的作用類似箍筋在對混凝土梁抗剪加固中,碳纖維的作用雖然類似于箍筋,但由于其本身和混凝土梁的錨固不同于箍筋。碳纖維的破壞形態與箍筋相比,多了一個粘結破壞。對于同一根梁來說,如果采用U形錨固,在梁破壞時,靠近支座處的斜裂縫在梁底部,該處碳纖維布有較大的錨固長度,所以往往發生碳纖維被拉斷破壞,而靠近加載點處的斜裂縫在梁頂部通過,該處碳纖維錨固長度很短,所以往往發生粘結破壞。從工程和設計的角度來進,是不希望出現粘結破壞的,為了避免粘結破壞產生,往往通過一些約造措施來避免。除此“筋”觀點之外,有一些學者持有其它不同觀點。如“架-共模型模型”原理,它則認為鋼筋混凝士受剪傳力機制同時也存在“楊架”作用和 “拱”作用。碳纖維加固材料的鋪設過程相對簡單,減少了施工難度。舟山柱碳纖維加固用途
碳纖維布可以提高結構的剛度和穩定性,使其能夠更好地抵抗風、震、雪等外力的作用。湖北專業碳纖維加固施工方案
碳纖維在土木工程中的應用是在 80 年代以后開始的,1983 年日本三菱化學公司的谷木謙個先生率先開始碳纖維力學性能及在工程加固應用方面的研究工作,首先采用碳纖維對煙囪進行加固,獲得成功,并逐步用于舊結構物和新建結構物的加固中,為碳纖維的應用開辟了一條新的途徑。隨后該項技術逐步推廣到美國、德國、加拿大等發達國家,其中以混凝土結構物維修加固實例*多。1997 年,我國引入了這項新技術后,立刻引起了工程界的關注,在房屋和橋梁的修復加固中大量地采用了這項新技術并掀起了研究和應用高潮,目前雖然取得一定的成果,但至今尚未形成系統的理論。隨著 CFRP的引入和應用,我國成立了碳纖維專業委員會,很多高校、科研院所的科研人員開始了對 CFRPS 加固技術的研究,對 CFRP 的材料性能、設計計算方法已有了一定的認識。2003 年 中國碳纖維專業委員會正式出臺了《碳纖維片材加固修復混凝十結構技術規程》。湖北專業碳纖維加固施工方案