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碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)原理

構(gòu)件外部粘貼碳纖維片材加固法是根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力分析計算結(jié)果和受力特征，應(yīng)用配套樹脂將碳纖維片材粘貼于強(qiáng)度不滿足受力要求的混凝土構(gòu)件外部相應(yīng)部位，以達(dá)到構(gòu)件滿足承載力要求的一種補(bǔ)強(qiáng)加固方法。

8.2外部粘貼碳纖維加固法的加固原理與粘貼鋼板加固基本相同，是利用其配套樹脂的抗剪切強(qiáng)度將混凝土構(gòu)件承擔(dān)的荷載傳遞給碳纖維片材，使后粘貼碳纖維片材和原鋼筋混凝土構(gòu)件共同承受外部荷載作用力的一種加固方法。

8.3 因同屬構(gòu)件外部粘貼加固，碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)也存在應(yīng)力滯后、應(yīng)變超前和卸荷的問題。設(shè)計施工時可根據(jù)直接卸荷和間接卸荷的適用范圍來確定采取不同的卸荷方式。

碳纖維材料與其他加固材料對比

　　(1)抗拉強(qiáng)度：碳纖維的抗拉強(qiáng)度約為鋼材的10倍。

　　(2)彈性模量：碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

　　(3) 疲勞強(qiáng)度：碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度高于高強(qiáng)綱絲。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%，并在破壞前有變形顯著的征兆。

　　(4)重量：約為鋼材的五分之一。

　　(5)與碳纖維板的比較：碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面，而板材更適用于規(guī)則構(gòu)件表面。此外，由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大，與混凝土界面的粘接強(qiáng)度不如片材。

　　3、材料性能

　　碳纖維片是以碳纖維為組分，以樹脂為基體，通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復(fù)合片材。它具有極其*的品質(zhì)：材料質(zhì)輕高強(qiáng)，碳纖維片的抗拉強(qiáng)度比同截面鋼材高7~10倍，用環(huán)氧樹脂將它與結(jié)構(gòu)物粘貼后形成一體，能可靠地與鋼筋混凝土共同工作，獲得優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)效果，而結(jié)構(gòu)物自重的增加幾乎可以忽略;其抗疲勞強(qiáng)度高，耐久性能好，耐磨損、抗老化等。注：設(shè)計厚度是按照碳纖維斷面積推算出的厚度，施工時用的片材含有集束用的預(yù)浸樹脂、玻璃纖維網(wǎng)和襯紙，其厚度與設(shè)計厚度不同。

　　(1)基底處理工具：

　　① 磨機(jī)：用于混凝土表面的打磨用

　?、?鏨子：用于剔鑿混凝土表面松散部位的混凝土殘渣

　?、?鋼絲刷：用于清除混凝土表面的不潔污漬

?、?調(diào)料容器：用于調(diào)和環(huán)氧樹脂用

　　② 衡器：用于稱量材料各組分的重量

　?、?攪拌器：用于攪拌混合樹脂材料用

　　④ 刮板：用于修補(bǔ)凹凸不平及粘貼碳纖維撫平用

　?、?滾筒刷：用于涂刷樹脂用

　　⑥ 羅拉：用于碳纖維的脫泡和壓緊用

　　(3) 檢測類工具：

　?、?靠尺：用于檢查混凝土表面平整度

　?、?塞尺：與靠尺配合使用

　?、?溫濕度計：用于測量大氣溫度、濕度用

　?、?小鼓錘：用于檢查空鼓用

　　⑤ 卷尺與鋼板尺

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