罗工!本公司具有专业加固资质,专业承接各种碳纤维加固、植筋加固、粘钢加固、化学锚栓、裂缝修补、补强加固、抗震加固、改造加固、校舍加固、粘钢加固、 梁加固、桥梁加固、楼板加固、混凝土加固、建筑物纠偏等一系列加固工程。
房屋建筑加固是利用碳纤维、粘钢、高压灌浆对建筑进行加强加固。
加固混凝土结构中,碳纤维加固法经过实践,已取得了较好的经济效果和技术效果,本文通过碳纤维加固技术特点,材料特性等论述,指出了碳纤维加固技术特点,材料特性等的论述,指出了碳纤维加固方法的适用性,使用效果及注意事项等。
1前言
混凝土结构设施的维护,修复和加固已成为当今面临的紧迫课题。用传统材料进行加固往往效率相对较低,要求机械化的程度较高,而且通常出现加固后耐久性差的问题。由于碳纤维布具有高强高效,耐腐蚀、自重轻等优点,用其加固钢筋混凝土结构技术已得到推广应用。
2碳纤维加固的技术特点
碳纤维有很多种类;其中PAN碳纤维具有优异的物理力学性能、良好的粘合性、耐热性及抗腐蚀性等特点,用于建筑结构补强加固的碳纤维的材料,其强度一般为建筑用钢材的十几倍,弹性模量与建筑钢材在同一水平并略有提高,是一种优良的结构加固用材料。
与其他加固方法比较,碳纤维加技术具有明显的技术优势。
2.1高强、高效。纤维材料具有优异物理力学性能,在对混凝土结构进行加固补强过程中可以充分利用其高强度、高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固的目的。
2.2耐腐蚀性能及耐久性。碳纤维材料的化学性质稳定,不与酸碱盐等化学物质发生反应,因而用碳纤维材料加固后的钢筋混凝土构件具有良好的耐久性,解决了化学腐蚀问题。
2.3不增加构件的自重及体积。碳纤维布质量轻且厚度薄,经加固修补后的构件,基本上不增加原结构的自重及尺寸,故不减少建筑物的使用空间。
2.4适用面广。碳纤维布是一种柔性材料,可任意裁剪,可广泛应用于各种结构类型、结构形状和结构中的各种部位,且不改变结构形状及不影响外观。同时,对于其他加固方法无法实施的结构和构件,诸如大型桥梁的桥墩、桥梁的桥板,以及隧道、大型筒体及壳体结构工程等,碳纤维加固技术都能顺利地解决。
2.5便于施工。将碳纤维材料用于加固混凝土结构。在施工现场不需要大型的施工机械,占用施工场地少,而且没有湿作业,因而工效很高。
3碳纤维片材的材料特性
碳纤维片材(CERP systems)是碳纤维片及碳纤维板的总称。碳纤维加固钢筋混凝土结构所涉及的材料主要有两种,一是碳纤维片材,二是配套粘结材料。
3.1碳纤维片材(CERP)
3.1.1 碳纤维是一种碳含量超过90%的纤维状碳材料,是以有机纤维一聚丙烯腈(PAN)纤维,粘胶纤维,沥青纤维等原料在不活泼的气体中经2000℃到3000℃碳化,石墨化等高温固相反应制成的具有轻质,高强,高弹性模量,耐腐蚀的高性能无机纤维。它的比重一般为1.70-1.80g/cm3,热膨胀系数接近于零,抗拉强度比钢筋大10倍,弹性能模量比钢筋大1.8-2.6倍,而密度仅为钢筋的1/5。抗腐蚀性能强,不产生电化学腐蚀,且在氯离子,碳酸和烧碱等到物质中强度降低很少;耐疲劳性好:一般金属的耐疲劳强度为其抗拉强度的40%-50%,而碳纤维可高达70%-80%。
碳纤维片材是采用固化的热固性树脂(通常指环氯树脂)将定向排列的碳纤维束粘结起来制成的薄片。根据纤维排列方向又可将片材分为单向纤维片材和双向纤维片材。
3.1.2目前结构加固、改造与修复技术现状通常可分钢筋混凝土增厚法、体积预加法、片材加固法及隔震、消震法。CERP片材料加固法具有相对密度小,疲劳强度高、耐久性好、耐久性好、耐磨损,施工方便,造价低等特点,且不受施工条件限制基本上不影响原结构的外形。采用FRP抗弯加固混凝土梁的试验表明:在正常的使用荷载下,抗弯刚度提高约17%-99%,抗弯强度提高约28%-97%,在受剪加固试验中,加固的构件受弯承载力有较大幅度的提高,约65%-95%,满足强弯弱剪的抗震要求。
3.2粘结材料
3.2.1采用碳纤维片材对混凝土结构进行加固修复时,应采用配套树脂类底层树脂,找平材料,浸渍树脂或粘贴树脂进行加固修复。底层树脂的作用是增强加固表面混凝土与找平材料或粘贴树脂界面粘结强度。找平材料的作用是使加固表面平整度符合规定要求,并与底层树脂及浸渍树脂具有可靠的粘结强度。浸渍树脂是粘结碳纤维布的主要粘结材料,粘结树脂是粘结碳纤维板的主要粘结材料,其作用是碳纤维片材与混凝土得到充分的粘结,使其共同承受结构的作用。
3.2.2粘结树脂有环氧树脂体系和不饱和聚脂体系等,目前应用最为广泛的是环氧树脂体系,具有良好的加工性,高度的粘合力,收缩性低,稳定性好,吸水率低,机械强度高等优点。