碳纤维材料加固钢结构的优势: 1)碳纤维复合材料强度、刚度高,要达到同样的加固效果,复合材料的尺寸明显小于钢板尺寸,加固后基本不增加原结构的自重和原构件的尺寸。 2)由于复合材料的可设计性,可以根据损伤结构的应力应变场来设计FRP的性能,从而适应钢结构的要求,较大限度提高结构的加固效果。 3)采用柔性的纤维增强复合材料织物,对于复杂曲面钢结构(如压力容器、管道、安全壳等)的加固具有极高的适应性。 4)复合材料具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能。粘贴加固不减少构件承载横截面积,荷载从损伤构件传递到纤维增强复合材料更加均匀有效,产生的应力集中程度也更低。 5)不需要对原结构钻孔,不会形成新的应力集中源,从而消除了产生新的孔边裂纹的可能,改善了应力集中和承载情况,提高了结构的抗疲劳性能和损伤极限能力,同时也避免了因钻孔而可能导致的对液压管道的破坏。碳纤维加固可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。浙江井字梁碳纤维加固
碳纤维复合材料加固钢结构的优势: 碳纤维复合材料加固钢结构是利用胶粘剂将碳纤维复合材料粘贴到钢结构损伤部位的表面。 一方面,一部分荷载通过胶粘剂传递到纤维增强复合材料上,降低了钢结构损伤部位的应力水平,从而延长了结构的使用寿命,起到加固的作用。 另一方面,由于纤维增强复合材料具有良好的耐腐蚀性能,粘贴纤维增强复合材料相当于在钢结构表面与外部腐蚀介质之间形成了一道屏障,能有效减弱介质对钢结构的侵蚀,起到防腐的效果。 柔性的碳纤维复合材料对于任意封闭结构和形状复杂的被加固结构表面,基本上可以保证近100%的有效粘贴率,可以从单边进行粘贴加固,而且密封性较好,减少了渗漏甚至腐蚀的隐患,这一点对石油化工压力容器、城市供水供气管道等尤为重要。浙江井字梁碳纤维加固碳纤维加固普遍用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。
对于一些本身变形较大的结构,碳纤维加固效果不是很理想。虽然碳纤维本身有强度高的特点,并且规范规定I级碳布在重要构件的加固中设计抗拉强度值为1600MPa,但是由于构件本身变形较大,碳纤维在可能没有达到1600MPa时构件本身就发生了破坏,导致碳纤维的强度利用率太低,也就发挥不出来碳纤维的强度高的特点。那么遇到这种情况该如何处理呢?如果加固构件有一定变形,但变形还不算太大,可采用粘贴钢板的加固方式进行加固,毕竟钢板的强度利用率要明显优于碳布。如果加固构件变形很大,预应力加固就能充分发挥他的价值。预应力碳纤维板加固系统可以有效减小构件的挠度变形,还可以减小构件的裂缝宽度,是一种非常有效的主动加固技术。
碳纤维加固混凝土裂缝技术: 对于宽度大于0.2mm的单独贯通裂缝,采用压力灌注结构胶的方法进行补强,同时沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴碳纤维,在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。 常用于根底修补的工字梁可以抵挡136~181kN的拉力,避免墙体弯曲,而10cm宽的碳纤维条可接受8至10倍这样的压力,其厚度只要3.2mm。 用碳纤维修补房屋裂缝有以下优点: a、重量轻,厚度薄,基本不增加结构自重及截面尺寸。 b、适用面广,灵活性强,可用于各种类型和形状的结构构件加固。 c、施工方便快捷,不需要大型机具,没有湿作业,无需动火,无需其他固定措施,不受原结构形状限制。 d、高耐久性,由于不会生锈,非常适合在高酸、碱、盐及大气腐蚀坏境中使用。碳纤维加固是建筑加固中比较常用的加固方式。
碳纤维布系统施工工艺: 1、施工准备 拟定施工方案和施工计划,应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。 2、混凝土表面处理 清理被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。 3、配制并涂刷底层树脂 按供应商提供的工艺规定配制底层树脂,将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。在树脂表面指触干燥后立即进行下一步工序施工。 4、配制找平材料并对不平整处修复 对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整,转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧。 5、粘贴碳布/芳纶布 ①按设计要求的尺寸裁剪碳布/芳纶布;②配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴构件;③沿着纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳布/芳纶布;④碳布/芳纶布的表面均匀涂抹浸渍树脂。 6、表面防护 按有关规范的规定处理,并保证防护材料与碳布/芳纶布之间有可靠的粘结。碳纤维加固材料必须符合质量标准,并具有出厂产品合格证,符合工程加固补强设计要求。浙江井字梁碳纤维加固
碳纤维布加固施工结束后,要及时进行质量验收。浙江井字梁碳纤维加固
碳纤维加固作为建筑加固工程中常用的施工方法,这种碳纤维加固包括了碳纤维布加固和碳纤维板加固两种加固方法。它们都始于碳纤维材料。那么碳纤维加固有什么特点呢?简单易懂地科普下: (1)这种碳纤维加固它与传统的加大混凝土截面或者粘钢混凝土补强这两种传统的加固方法相比,除了具有节省大量空间,使到施工简便,无需用到现场固定设施以外,当然与此同时它还能保证施工质量。 (2)它基本不会增加建筑物结构尺寸及自身重量,还能耐腐蚀,耐久性能良好等以上特点。 (3)采用这种碳纤维加固工法,还能很大程度提高建筑物的使用年限,降低整个加固成本。这样一来, 碳素纤维作为一种划时代的新补强材料,备受加固人的青睐和关注。浙江井字梁碳纤维加固