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碳纤维复合资料加固混凝土布局手艺

原创文章来由:法律义务编辑器:admin热度:颁发时候:2016-09-01 15:16:49【
1.良多修建物因为遭到建造年月、布局操纵功效转变、手艺前提或天然灾难等身分的影响,显现承载力缺少、变形才能变差、抗震才能降落或抗委靡才能降落等景象,不能知足现行《混凝土布局设想标准》和《修建布局抗震设想标准》的请求,是以,须要对其停止加固、补强。我国在布局加固和补强方面做了大批的研讨和实际,工程中常用的布局加固体例有加大截面法、外包钢加固法、预应力加固法、粘钢加固法和粘贴碳纤维复合资料加固法等。传统的加固体例全体程度相比掉队、施工体例和施工工艺相比庞杂,对布局的自重和操纵面积有必然的影响,而粘贴碳纤维复合资料加固法具备高强高效、耐侵蚀、施工便利、不增添布局尺寸等长处,在工程中获得了普遍的操纵[1]。   
2. 碳纤维复合资料的杰出机能   碳纤维复合资料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP)加固混凝土布局手艺是一种新型、高效的布局加固手艺。工程中接纳的碳纤维加固混凝土布局手艺是操纵树脂胶结资料,将碳纤维资料粘贴于混凝土布局外表,以到达布局加固补强及改良布局受力机能的目标。   与传统的加固体例相比,碳纤维加固手艺具备以下的杰出机能[1]。   (1)高强度高弹性模量。碳纤维的强度高,极限抗拉强度约为钢材的10 倍,弹性模量和钢材附近。是以,在加固修补混凝土布局中能够或许充实操纵其高强度、高弹性模量的特色来进步混凝土布局及构件的承载力和延性,改良其受力机能,到达加固修补的目标。   (2)抗侵蚀才能强、经久性好。碳纤维资料化学性子不变,不与酸、碱、盐等化学物资产生反映,是以碳纤维加固后的钢筋混凝土布局具备杰出的抗侵蚀性和经久性,处理了其余加固体例所碰到的化学侵蚀题目;同时也免除了粘钢加固所需的按期防锈掩护,节流掩护用度。   (3)热收缩系数小。碳纤维资料的热收缩系数很是小,其在纤维标的目标的热收缩系数几近即是零,这一特征是今朝其余任何资料无可相比的,垂直于纤维标的目标的热收缩系数固然相比大,但各向异性成品与别的资料相比又最小。   (4)施工简洁,任务效力高。碳纤维布加固不须要大型施工机器和重型装备,施工占用园地少,无湿功课,碳纤维布柔性好,能够或许按照设想尺寸用铰剪或刀片将其肆意裁剪,操纵简略,施工速率快。占有关资料统计,粘贴碳纤维的加固工效是粘贴钢板加固工效的4~8 倍。   (5)施工品质易于保障。碳纤维布是柔性资料,即便被加固构件的外表不是很是平坦,颠末修补后,有用粘贴率可到达95%以上。   (6)对布局影响小。碳纤维资料分量轻,厚度薄,经加固修补后的构件,根基上不增添原布局的自重及尺寸,不影响布局的操纵空间。   (7)合用规模广。可用于差别布局范例(如修建物、修建物、桥梁、地道、涵洞等)、差别布局外形(如矩形、圆形、曲面布局等)、差别资料的构件(如混凝土布局、木布局、钢布局等)加固,也可用于构件的差别部位(如梁、板、柱、节点、拱、壳、墩等)及差别软弱身分的加固。特别首要的是,对一些大型土木匠程布局,如大型桥梁的桥墩、梁及桥面板,地道等,接纳旧的加固手腕几近不能实行,而接纳该项加固手艺却能顺遂的处理。   除此以外,碳纤维资料另有其余的一些上风,如透电磁波、绝缘、隔热等,这就使得碳纤维加固手艺在混凝土布局加固方面产生杰出的综合效益。  
 3. 碳纤维复合资料加固混凝土布局的研讨   在现实工程中,用来加固的碳纤维资料首要是碳纤维布。碳纤维布加固手艺在混凝土布局中的操纵已较成熟,首要集合在以下几个方面。   (1)进步受剪承载力   碳纤维布对构件抗剪的进献近似于箍筋的感化,与混凝土配合蒙受剪力。别的,碳纤维布具备对焦点混凝土的束缚感化,并能承当拉应力,避免主筋过早屈就,按捺剪切裂痕的显现和成长。是以,碳纤维布能够或许较着进步钢筋混凝土构件的受剪承载力,增强构件的变形才能。影响受剪加固结果的首要身分有碳纤维布的资料机能、碳纤维布的宽度和层数、粘结剂品质、粘贴品质、剪跨比、加固前构件的受荷情况、锚固体例等[2、3]。   (2)进步受弯承载力   因为碳纤维布具备抗拉强度高的特征,能够或许将碳纤维布粘贴在构件的受拉表层,使之与混凝土配合承当拉应力,以进步构件的受弯承载力,到达加固补强的目标。粘贴碳纤维布后,受弯构件的受弯承载才能较着进步,有用的按捺了裂痕的展开,构件的变形才能和延性机能获得较着改良[4]。影响受弯加固结果的首要身分有碳纤维布的资料机能、碳纤维布的宽度和层数、粘结剂品质、粘贴品质、加固前构件的受荷情况、纵筋配筋率、构件截面尺寸等[4、5]。   (3)进步抗震才能   因为碳纤维布能够或许束缚构件的开裂,进步构件的刚度和抵当变形的才能,当须要进步构件的抗震才能时,亦可用碳纤维布停止增强和增韧。特别对钢筋混凝土梁柱节点和受轴向力感化的钢筋混凝土柱,常常请求停止构件的抗震设想。接纳碳纤维布粘贴于梁柱节点规模,或对钢筋混凝土柱停止包裹,能够或许较着改良布局中混凝土构件的延性,增添耗能才能,具备杰出的抗震加固结果[6]。此时,招考虑轴压比、碳纤维布用量、配箍率、长细比等身分对碳纤维布加固构件的变形才能和抗震机能的影响。   (4)进步抗委靡才能   对蒙受能源荷载或反复荷载的构件,设想时请求具备充足的抗委靡机能,抗委靡才能的巨细与其截面尺寸、配筋率、纵筋范例和荷载级别等有关。用碳纤维布停止钢筋混凝土梁和预应力钢筋混凝土梁的加固,经200 万次反复荷载感化后,加固构件的强度和刚度不会降落,也不会产生剥落和脆断景象[7]。若是接纳预应力碳纤维布加固的情势,预应力碳纤维布的存在,使构件中纵筋的应力幅值有所降落,削减了产生委靡粉碎的能够。而一直处于高应力状况的碳纤维布具备杰出的抗委靡机能。其综合效应使所加固构件的委靡寿命大大进步,委靡变形有所减小,构件的委靡抗裂机能获得较大进步,从而耽误构件的操纵寿命。  
   4. 结 论   碳纤维复合资料的经久性好,抵当酸、碱侵蚀的才能强,对原布局的影响较小,施工便利,具备其余加固手腕所不具备的长处。用碳纤维复合资料停止混凝土布局的加固,能够或许有用的进步混凝土布局的承载才能,改良布局的变形机能,增强布局的抗震才能,进步布局的抗委靡机能,综合加固结果较着。可是,碳纤维复合资料加固混凝土布局手艺仍存在一些缺少的地方。   (1)碳纤维是一种线弹性脆性资料,只要当构件产生较大变形时,才能充实阐扬其高强高弹模的机能。而混凝土布局对变形有相比严酷的节制,在必然程度下限制了碳纤维复合资料才能的阐扬。   (2)碳纤维布加固混凝土布局后,轻易产生粘贴剥离粉碎,使加固后混凝土布局显现较着的脆性粉碎形状,对布局的靠得住度程度有所影响。   (3)今朝对碳纤维复合资料加固混凝土布局在持久荷载、打击荷载感化下受力机能的研讨较少,在近似方面操纵时应有特地研讨。   (4)对碳纤维资料加固混凝土梁、柱的抗剪及抗弯加固机理和计较体例已有了成熟的研讨和操纵功效,但对碳纤维资料加固剪力墙等方面的研讨实际还较缺少。   (5)停止碳纤维复合资料加固时,接纳修建布局胶作为碳纤维复合资料和混凝土布局的粘结剂,该粘结剂对温度相比敏感,使加固构件的受力机能受温度的影响较大,应进一步增强该方面的研讨任务。
  总之,碳纤维资料加固手艺具备🌼与别的传💙统加固体例没法相比的优胜性及杰出的经济效益、社会效益和情况效益,跟着碳纤维资料本钱的降落及国际外研讨的不时深切,该项手艺在混凝土布局加固范畴中的操纵会愈来愈普遍,具备广漠的成长远景。
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