碳纤维加固改造施工方案
13页1、加固改造碳纤维加固技术碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用构造胶对建筑构件进展加固处理,该技术承受的碳素纤维布强度是一般二 级钢的10倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为mm左右,根本上不增加构件截面,能 保证碳素纤维布与原构件共同工作。1、碳纤维介绍碳纤维依据原料及生产方式的不同,主要分为聚丙烯腈(PAN基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基 碳纤维高强度型)及沥青基碳纤维高弹性型.2、环氧树脂不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用,例如底涂树脂;以及对碳纤维片与砼构造的粘接作用,例如 环氧粘结树脂等。(1)环氧树脂简介仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能,只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于 钢筋混凝土构造外表并与之严密地结合在一起形成整体共同工作,才能到达补强的目的。因此,环氧树脂的性能是重要 的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能,适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗 透作用,能渗入到混凝土内肯定深度;粘贴碳纤维片的环氧树脂易于”透 过碳纤维片,有很强的粘结力.依使用温度的不同,
2、 树脂还分为夏用及冬用类树脂。我公司使用的各类树脂规格及性能包括底层涂料的规格及性能、环氧腻子的规格及性能、粘 结树脂的规格及性能等均有具体表格资料、以备索取。(2)物理性能碳纤维片工法中使用了底涂、腻子、浸渗粘着树脂等三种环氧树脂。上述三种环氧树脂的使用目的各不一样,其物 性标准也不一样。 底涂:粘着强度底涂必需确实具有把作用在混凝土外表上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能因此粘着强度成为制定其物性标准 的重要依据。 腻子:压缩强度压缩弹性率腻子用于填充混凝土上的微小缺损局部。因此要求必需具有与混凝土同等以上的压缩强度此外,还要求具有较高的 压缩弹性模量。依据以上理由,制定腻子的物性标准时主要依据其压缩强度及压缩弹性模量剪切强度粘着强度腻子与底涂一样必需具有把因荷载作用等在混凝土外表上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切 强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据. 粘着树脂:张拉强度弯曲强度碳纤维片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP。重要 的是固化后的CFRP的物性,而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。但要想获得良好的CFRP物性,浸渗粘着树脂
3、本身的 物性确实也有影响。因此制定了最小限度的张拉强度及弯曲强度的物性标准。剪切强度粘着强度浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP 之外,还具有粘着剂的功能。与腻子、底涂同样,必需具有 把因载荷作用等在混凝土外表上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其 物性标准的重要依据。相比之下,国产的树脂材料目前缺乏配套产品,用途单一,且尚未制定出严格的物性标准2、 碳纤维材料与其他加固材料比照(1) 抗拉强度:碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。(2) 弹性模量:碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材,但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的 一半和四分之一。(3) 疲乏强度:碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲乏强度高于高强纲丝。金属材料在交变应力作用下,疲乏极限仅为静 荷强度的30%40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展,以及存在纤维内力再安排的可能性,复合材料的疲乏极限 较高,约为静荷强度的70%80%,并在破坏前有变形显著的征兆。4重量:约为钢材的五分之一。5)与碳纤维板的比较:碳纤维片材可以粘贴在各种外形的构造外表而板材更适用于规章构
4、件外表。此外,由于粘 贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大,与混凝土界面的粘接强度不如片材。3、材料性能碳纤维片是以碳纤维为组分,以树脂为基体,通过肯定的成型方法形成的单向排列的碳纤维的复合片材。它具有极 其优越的品质:材料质轻高强,碳纤维片的抗拉强度比同截面钢材高10倍,用环氧树脂将它与构造物粘贴后形成一体,能 牢靠地与钢筋混凝土共同工作,获得优异的补强效果,而构造物自重的增加几乎可以无视;其抗疲乏强度高,耐久性 能 好,耐磨损、抗老化等。注:设计厚度是依据碳纤维断面积推算出的厚度,施工时用的片材含有集束用的预浸树脂、玻 璃 纤维网和衬纸,其厚度与设计厚度不同。4、工具简介(1基底处理工具: 磨机:用于混凝土外表的打磨用 錾子:用于剔凿混凝土外表松散部位的混凝土残渣 钢丝刷:用于去除混凝土外表的不洁污渍2)粘贴碳纤维: 调料容器:用于调和环氧树脂用 衡器:用于称量材料各组分的重量 搅拌器:用于搅拌混合树脂材料用 刮板:用于修补凹凸不平及粘贴碳纤维抚平用 滚筒刷:用于涂刷树脂用 罗拉:用于碳纤维的脱泡和压紧用(3) 检测类工具: 靠尺:用于检查混凝土外表平坦度 塞尺:与靠尺协作使用
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