柳州碳纖維加固公司,加固樓板裂縫

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與您探討有關(guān)碳纖維復(fù)合材料（CFRP）加固在實(shí)際工程中的應(yīng)用

摘  要：碳纖維具有強(qiáng)度高、自重輕、施工方便、快捷、應(yīng)用廣泛等優(yōu)良性能，因而利用碳纖維布加固鋼筋混凝土構(gòu)件以承載力及壽命是目前比較流行的，在建筑業(yè)中有著廣泛的發(fā)展前景。本文以一個(gè)石化行業(yè)的鋼筋混凝土框架改造工程應(yīng)用為例介紹了碳纖維復(fù)合材料在因功能改變引起荷載變化的結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固中的計(jì)算和施工工藝。

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碳纖維復(fù)合材料混凝土結(jié)構(gòu)加固柳州碳纖維加固公司樓板碳纖維

1碳纖維復(fù)合材料（Carbon Fiber Peinforce Plastic）加固是利用類粘接劑（建筑結(jié)構(gòu)膠）將碳纖維粘貼到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的表面，形成復(fù)合材料體，通過碳纖維與構(gòu)件的協(xié)同工作，來結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力和延性的一種加固。采用碳纖維布加固具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、抗拉強(qiáng)度高，是普通鋼材的10倍，并具有比鋼材更好的抗疲勞性能；2、加固后能大大結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性及耐久性；3、自重輕（約200g/m2），密度只有普通鋼材的1/4；基本不結(jié)構(gòu)自重及截面尺寸；柔性好，易于裁剪，適用范圍廣，適合任何形狀；4、施工簡便（不需大型施工機(jī)構(gòu)及周轉(zhuǎn)材料），沒有濕作業(yè)，易于操作，經(jīng)濟(jì)性好；5、適用范圍廣，施工工期短。碳纖維材料(CFRP)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)，起步很晚，近年來發(fā)展十分迅速，在、、汽車、工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運(yùn)動器材等眾多領(lǐng)域了廣泛的應(yīng)用。也于2003年編制了碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程(CECS146：2003)。本文結(jié)合具體的石化行業(yè)一鋼筋混凝土構(gòu)架加固工程，介紹了碳纖維加固實(shí)例。 

3.1基本假定

碳纖維材料加固后混凝土梁的極限承載力計(jì)算采用如下基本假定：

受拉區(qū)混凝土的作用忽略不計(jì)；

梁受彎后，混凝土、鋼筋及碳纖維應(yīng)變符合平截面假定；

（3）碳纖維材料采用線彈性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系：σcf=Ecf×εcf且εcf<0.01。

3.2加固設(shè)計(jì)
柳州碳纖維加固公司_樓板碳纖維加固

根據(jù)碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程（CECS 146:2003）的規(guī)定，采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限設(shè)計(jì)法進(jìn)行計(jì)算?？紤]到作用在加固結(jié)構(gòu)上的活荷載基本卸除，故不考慮二次受力的影響。

碳纖維片材加固施工工藝

一般工藝流程為卸荷—基底處理—涂底膠—找平—粘貼—保護(hù)。

考慮本工程特殊施工因素，加固中應(yīng)進(jìn)行卸荷。加固前先將板面粉刷層及板面雜物。

本工程加固施工中，應(yīng)先鑿開保護(hù)層直至結(jié)構(gòu)層基面，方可進(jìn)行下一步處理。

基本施工步驟：

⑴基底處理：

①混凝土表面出現(xiàn)剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現(xiàn)象的部位應(yīng)予以鑿除，對于較大面積的劣質(zhì)層在鑿除后應(yīng)用環(huán)氧砂漿進(jìn)行修復(fù)。

②混凝土角磨機(jī)、砂紙等機(jī)具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質(zhì)，構(gòu)件基面的混凝土要打磨平整，尤其是表面的凸起部位要磨平，轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理并打磨成圓弧狀（R≥20mm）。

③風(fēng)機(jī)將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。

⑵涂底膠

①按配合比主劑∶固化劑＝3:1配置底膠。將主劑與固化劑先后置于容器中，用彈簧秤計(jì)量，電動攪拌器均勻攪拌。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際氣溫決定用量并嚴(yán)格控制使用時(shí)間，一般情況下20—50mim內(nèi)用完。

②將底膠均勻涂刷于混凝土表面，待膠固化后（固化時(shí)間視現(xiàn)場氣溫而定，以指觸干燥為準(zhǔn)）再進(jìn)行下一工序施工。一般固化時(shí)間為6—24h。

⑶找平

①混凝土表面凹陷部位應(yīng)用修補(bǔ)劑填平，模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應(yīng)用修補(bǔ)劑*，盡量減小高度差。

②轉(zhuǎn)角處也應(yīng)用修補(bǔ)劑修補(bǔ)成光滑的圓弧，半徑不小于20mm。待修補(bǔ)劑表面指觸干燥后方可進(jìn)行下一步工序。

碳纖維質(zhì)輕高強(qiáng)、耐腐蝕、抗老化，有著優(yōu)異的力學(xué)性能。用其加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)施工簡單便捷，在橋梁維修加固中得到廣泛的應(yīng)用。

一、碳纖維材料特性

碳纖維增強(qiáng)塑料是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復(fù)合而制成的，其力學(xué)特點(diǎn)是應(yīng)力應(yīng)變量*線彈性，不存在屈服點(diǎn)或塑性區(qū)。碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能。加固混凝土構(gòu)件所用的碳纖維布，是由碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片材。碳纖維布在編織時(shí)，將大量的碳纖維長絲沿一個(gè)主方向均勻平鋪，用極少的非主方向碳纖維絲將主方向碳纖維絲編織連接在一起，形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)大于3000Mpa，彈性模量大于2.1×l05MPa.綜合材料的物理、力學(xué)特性分析，要想大限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢，適宜將C（RP材料作為橋梁結(jié)構(gòu)的受拉或預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件，特別適用于純受拉構(gòu)件，工程實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。目前，用于橋梁加固的碳纖維材料主要是承受拉應(yīng)力，約束裂縫的開展。

二、在橋梁加固工程的應(yīng)用

土外表的裂縫伸展到一定程度，主筋外的混凝土保護(hù)層則開端脫落，終使T梁布局損失承載功能。

為了保證大橋使用壽命不受到影響，有必要對現(xiàn)已銹蝕的顯露鋼筋進(jìn)行除銹并防腐處治；同時(shí)，對厚度不夠的混凝土維護(hù)層選用化學(xué)防腐的辦法進(jìn)行防護(hù)，以保證構(gòu)件的正常承載。

2、治理方案選擇

（1）治理方案選擇。因?yàn)樵摯髽騎型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土接連梁梁底部主鋼筋布滿區(qū)域混凝土保護(hù)層厚度偏薄，加之大橋地處濱海，構(gòu)件長時(shí)刻顯露運(yùn)用于具有較強(qiáng)腐蝕性的海洋性大氣中，為了保證大橋主梁的使用壽命，對主梁底部主鋼筋布滿區(qū)域選用碳纖維補(bǔ)強(qiáng)。

（2）方案的可行性。碳纖維補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

優(yōu)異的力學(xué)性能，可有效用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，包括抗彎、抗剪、抗拉、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)，控制裂縫及撓度的擴(kuò)展。

優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。碳纖維布具有*的抗酸、堿、鹽、紫外線和防水能力。具有足夠的適應(yīng)氣溫變化能力。外加防火層后可以有效地防火。因此，可大大增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對惡劣外部環(huán)境的適應(yīng)能力，延長結(jié)構(gòu)壽命。

材料本身質(zhì)輕高強(qiáng)?？梢圆辉黾咏Y(jié)構(gòu)體積和不改變結(jié)構(gòu)外型。增加的結(jié)構(gòu)重量可以忽略，便于用所需要的色彩涂裝，而不留補(bǔ)強(qiáng)痕跡。

施工工序簡單，可用小型電動工具操作。工種少，用工少，工期短，進(jìn)度快。更有資料表明能在持續(xù)交通有震動的情況下施工，而不影響補(bǔ)強(qiáng)效果，從而大大縮短了施工斷交時(shí)間，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

碳纖維布建筑加固應(yīng)用領(lǐng)域碳纖維布建筑加固應(yīng)用領(lǐng)域張)二應(yīng)用性能樓房鋼筋加固梁柱斷裂加固加層抗震加固高架橋梁維修加固剪力墻開門加固陽臺斷裂加固A自重輕，能在狹小的空間操作，施工不受影響B(tài)使用強(qiáng)度高，能靈活的用于抗彎抗剪和抗壓的工程結(jié)構(gòu)中C具有優(yōu)良柔韌性，能包裹復(fù)雜的外形構(gòu)件D各種構(gòu)件表面橋梁隧洞板梁柱通風(fēng)桶管道墻體等的抗堿抗化學(xué)腐蝕要求E可對織物進(jìn)行重復(fù)利用，覆蓋平整；對裝修影響小，貯存壽命長；容許操作期限長，在操作前操作中和操作后都允許存在一定的差異抗高溫抗蠕變耐磨損抗震性能良。

該體系適用于梁柱板隧道圓形弧等。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。碳纖維布加固施工要點(diǎn)卸荷→基底處理→找平→底涂膠→粘貼→保護(hù)。施工擬定施工方案和施工計(jì)劃，應(yīng)對所使用的碳纖維片材配套樹脂機(jī)具等作好施工前的工作。混凝土表面處理清除被加固構(gòu)件表面的剝落疏松蜂窩腐蝕等劣化混凝土，混凝土結(jié)構(gòu)層，并用修復(fù)材料將表面修復(fù)平整。按設(shè)計(jì)要求對裂縫進(jìn)行灌縫或封閉處理。

　　[]年月日，河南鄭州，二馬路跨正興街的馬路橋因橋體存在安全隱患，貼滿了碳纖維布來加固橋梁，數(shù)百條“補(bǔ)丁”錯(cuò)綜復(fù)雜貼于橋底頂部。一應(yīng)用領(lǐng)域宇航機(jī)身方向舵火箭的發(fā)動機(jī)殼散流器太陽能電池板等。體育器材汽車部件摩托車零件釣魚桿棒球棍滑雪橇柳州羽毛球拍等。工業(yè)發(fā)動機(jī)部件風(fēng)機(jī)葉片傳動軸以及電器零部件等。消防適用于消防鋼廠等特殊類的防火服制作。建筑建筑物使用荷載工程使用功能改變材料老化混凝土強(qiáng)度等級低于設(shè)計(jì)值結(jié)構(gòu)裂縫處理惡劣服役構(gòu)件修繕防護(hù)；執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，防火等級-不燃，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB，德國標(biāo)準(zhǔn)DIN，土木建筑，橋梁隧道混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固補(bǔ)強(qiáng)材料:碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉抗剪和抗震加固，該材料與配套膠粘劑共同使用，可構(gòu)成完整的性能的同固碳纖維布材增強(qiáng)體系。

碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)。我國的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚，但隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展，現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題，一些建筑由于使用功能的改變，難以當(dāng)前規(guī)范使用的需求，亟需進(jìn)行維修、加固。目前常用的加固有很多，如加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。

豪爵（北京）工程材料有限公司

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金屬材料在交變應(yīng)力作用下，疲勞極限僅為靜荷強(qiáng)度的30％—40％。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴(kuò)展，以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性，復(fù)合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強(qiáng)度的70％-80％，并在前有變形顯著的征兆。(5)碳纖維材料的彈性性能好，應(yīng)力應(yīng)變曲線接近線性，在發(fā)生較大變形后還能恢復(fù)原狀，塑性變形很小，這對于承受較大動載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)比較有利。(6)碳纖維產(chǎn)品非常適合于在工廠生產(chǎn)，運(yùn)送到工地，現(xiàn)場安裝的工業(yè)化施工，有利于保證工程，有利于勞動效率，有利于建筑工業(yè)化。碳纖維產(chǎn)品還有一些其他優(yōu)勢，如透電磁波，絕緣，隔熱，系數(shù)小等等，這使得碳纖維結(jié)構(gòu)和碳纖維組合結(jié)構(gòu)在一些特殊能夠發(fā)揮難以取代的作用。7．2．2缺點(diǎn)(1)與結(jié)構(gòu)材料不同，碳纖維材料通常為各向纖維方向的纖維方向強(qiáng)度和彈模較高，而垂直纖維方向的強(qiáng)度和彈模很低。有關(guān)資料表明，兩個(gè)方向的抗拉強(qiáng)度相差可達(dá)25倍，抗壓強(qiáng)度相差可達(dá)5倍，模量相差可達(dá)13倍。此外，纖維方向的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度高30％。因此在設(shè)計(jì)碳纖維結(jié)構(gòu)和碳纖維組合材料的特殊現(xiàn)象，例如拉伸翹曲現(xiàn)象，

 2)被加固構(gòu)件表面打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至露出混凝土結(jié)構(gòu)新面。轉(zhuǎn)角粘貼處應(yīng)進(jìn)行導(dǎo)角處理并打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。 　　

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