在碳纤维加固技术出现之前,建筑工程中的传统加固技术也是琳琅满目,但最终由于其运行条件、加固后的外观、加固效果等碳纤维加固无法比拟的问题而失败。接下来,我们将对这两种方法进行介绍和比较如下。
1.与传统增强材料相比,碳纤维材料的优势
(1)抗拉强度:碳纤维的抗拉强度是相同截面钢的7-10倍。
(2)弹性模量:碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢,而芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量仅为钢的一半和四分之一。
(3)疲劳强度:碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强度线材。在交变应力作用下,金属材料的疲劳极限仅为静载荷强度的30%~40%。由于纤维与基体复合材料可以缓解裂纹扩展和纤维内力重新分布的可能,复合材料的疲劳极限较高,约为静载荷强度的70%~80%,失效前有明显的变形迹象.
(4)重量:密度仅为普通钢的1/4,重量约为钢的五分之一。
(5)与碳纤维板比较:碳纤维板可粘贴在各种形状的结构表面,板更适用于规则构件的表面。另外,由于在贴板时底层树脂的量和厚度都比板材多,所以界面与混凝土的结合强度不如板材。
(6) 耐久性好,能抵抗化学腐蚀、恶劣环境和气候变化的破坏。
2、碳纤维增强技术及效果特点
(1)施工简单快捷。使用碳纤维增强构件不需要大型施工机构和周转材料,操作方便,工期短,经济。
(2)酸、碱、盐介质的防腐,应用范围广。加固后可大大提高结构的耐腐蚀性能和耐久性,可应用于各种工作环境的构件加固。
(3)能有效封闭混凝土结构的裂缝,延长结构的使用寿命。
(4)结构易于保持原有结构,基本不增加结构自重和截面尺寸。
3、碳纤维加固所用工具的优势
碳纤维加固技术在具体的施工作业中比传统的加固方法要简单得多,这点只能从施工工具上看出来。
(1) 基板加工工具:
①打磨机:用于打磨混凝土表面
②凿子:用来拾取混凝土表面松散部分的混凝土残渣
③钢丝刷:用于清除混凝土表面的脏污渍
(2)粘贴碳纤维:
① 调料容器:用于调配环氧树脂
②称量仪:用于称量物料各组分的重量
③搅拌器:用于混合树脂材料
④刮刀:用于修复凹凸不平,粘贴碳纤维进行平整
⑤ 滚刷:用于涂漆树脂
⑥滚筒:用于碳纤维的脱气和压实
(3) 测试工具:
① 斜尺:用于检查混凝土表面的平整度
② 塞尺:与尺子配合使用
③湿度计:用于测量大气温度和湿度
④军鼓锤:用于检查空心鼓
⑤卷尺和钢尺
(4) 维修工具
①注胶器:用于将粘合树脂注入中空滚筒
②切割刀:用于在中空滚筒处切割碳纤维片,以注入粘合树脂
4、碳纤维增强的好处
碳纤维加固,只要设计合理,与一般贴钢板的方法差不多。但碳纤维加固方法施工方便,工效高,无湿作业,无需现场固定设施,施工空间较小,在工期和施工条件方面优势明显。碳纤维加固法加固效果好、强度高、效率高、适用范围广、质量易保证、耐腐蚀性能和耐久性优良。使用碳纤维加固修复后,原结构的重量和原部件的尺寸基本没有增加。
碳纤维增强材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、耐老化、耐久性好、物理性能稳定等诸多优点。其抗拉强度是相同截面钢材的7-10倍。利用碳纤维增强材料修复和加固混凝土结构是最近发展起来的一种新型施工方法。它与混凝土结构协同工作,利用碳纤维材料优异的抗拉强度,达到增强构件承载能力和刚度的目的。该技术具有施工简单快捷、安全可靠、耐久性好等诸多优点,能适应各种复杂的结构形状,不影响原有结构的外观。
与传统钢筋混凝土截面或钢筋混凝土加固相比,碳纤维具有节省空间、施工简单、无需现场固定设施、施工质量容易、结构尺寸和自身基本不增加等优点。 -重量。因此,碳纤维作为一种划时代的增强材料,备受关注和关注。使用碳纤维布加固结构具有强度高、效率高的优点。由于碳纤维材料优异的物理力学性能,在混凝土结构的加固和修复中,可以提高混凝土结构和构件的承载能力和延展性,提高其受力性能,达到高效加固修复的目的。 .
它的应用范围很广,可广泛用于各类结构(如建筑物、构筑物、桥梁、隧道等),用碳纤维材料加固和修复混凝土结构。可广泛适用于各种结构形状(如矩形、圆形、弧形结构等)。可广泛用于各种结构件(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)的加固和修补。并且不改变结构的形状,这是目前任何结构加固方法都无法比拟的。
尤其重要的是一些大型桥墩、桥梁、桥板、隧道、大型筒体和壳结构的顺利施工。旧的加固方法几乎不可能实施,但加固技术可以顺利解决问题,施工质量容易保证。
由于碳纤维材料具有柔韧性,即使增强结构表面不是很平整,也基本可以达到100%的有效附着率。但是,粘贴钢板的有效粘合面很难达到100%,相应的验收标准只要求达到70%。
碳纤维材料轻薄。粘贴后每平方米重量小于1.0kg,粘贴层厚度仅为1.0mm左右。加固修复后,原结构的重量和原构件的尺寸基本没有增加。
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