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碳纖維加固技術具有以下的優(yōu)良性能[1].
(1)高強度高彈性模量。碳纖維的強度高,極限抗拉強度約為鋼材的10 倍,彈性模量和鋼材相近。因此,在加固修補混凝土結構中可以充分利用其高強度、高彈性模量的特點來提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到加固修補的目的。
(2)抗腐蝕能力強、耐久性好。碳纖維材料化學性質穩(wěn)定,不與酸、堿、鹽等化學物質發(fā)生反應,因而碳纖維加固后的鋼筋混凝土結構具有良好的抗腐蝕性和耐久性,解決了其他加固方法所遇到的化學腐蝕問題;同時也免去了粘鋼加固所需的定期防銹維護,節(jié)省維護費用。
(3)熱膨脹系數小。碳纖維材料的熱膨脹系數非常小,其在纖維方向的熱膨脹系數幾乎等于零,這一特性是目前其他任何材料*的,垂直于纖維方向的熱膨脹系數雖然比較大,但各向同性制品與其它材料相比又zui小。
(4)施工簡便,工作效率高。碳纖維布加固不需要大型施工機械和重型設備,施工占用場地少,無濕作業(yè),碳纖維布柔性好,可以根據設計尺寸用剪刀或刀片將其任意裁剪,操作簡單,施工速度快。據有關資料統計,粘貼碳纖維的加固工效是粘貼鋼板加固工效的4~8 倍。
(5)施工質量易于保證。碳纖維布是柔性材料,即使被加固構件的表面不是非常平整,經過修補后,有效粘貼率可達到95%以上。
(6)對結構影響小。碳纖維材料重量輕,厚度薄,經加固修補后的構件,基本上不增加原結構的自重及尺寸,不影響結構的使用空間。
(7)適用范圍廣??捎糜诓煌Y構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道、涵洞等)、不同結構形狀(如矩形、圓形、曲面結構等)、不同材料的構件(如混凝土結構、木結構、鋼結構等)加固,也可用于構件的不同部位(如梁、板、柱、節(jié)點、拱、殼、墩等)及不同薄弱因素的加固。尤其重要的是,對于一些大型土木工程結構,如大型橋梁的橋墩、梁及橋面板,3. 碳纖維復合材料加固混凝土結構的研究在實際工程中,用來加固的碳纖維材料主要是碳纖維布。
碳纖維布四工流程
1、施工準備
擬定施工方案和施工計劃,應對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機具等作好施工前的準備工作。
1、基面處理 基材表面應全面打磨,無任何附著物,粘貼部位有尖銳棱角的需要打磨成圓角,zui小內徑為20㎜。 由于使用碳纖維布材的目的在于改進結構構件,應確定基面的狀況,以保證其能夠將荷載從布料傳遞至結構表面。
2、涂底層環(huán)氧樹脂膠,并修正不合處,上墨線。
3、涂環(huán)氧樹脂浸漬膠到粘結面上,膠量必須充足飽滿。
4、將裁剪好的碳纖維布貼于混凝土涂膠面,碳纖維布要平直、延展。(碳纖維布如有接頭,搭接長度應為20cm,且接頭應在基材全長的1/3處,不得在基材的中間)
5、使用硬橡膠棍或塑料刮板反復碾壓促使碳纖維布平直、延展、無氣泡,粘合劑充分滲透。
6、再次在布材面上滾涂環(huán)氧樹脂浸漬膠,保證充分覆蓋布的表面,確保充分浸潤碳纖維布的纖維中。
7、zui后用3——6mm的沙石(石英砂)灑在涂有膠的施工面上,確保粉刷層的粘結性。