本篇文章給大家談談碳纖維加固的原理及作用,以及碳纖維加固方法的特點和施工工藝對應的知識點,希望對各位有所幫助,不要忘了收藏本站喔,本文目錄一覽:,1、,碳纖維布怎么樣?,3、,什么是碳纖維加固,4、,碳纖維在橋梁結構上面的加固應用?
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碳纖維布怎么樣?碳纖維布特點及應用
碳纖維布也叫碳纖維編織布、碳纖維加固布、碳纖維帶等,它是采用的12K碳纖維織造而成的。碳纖維布可以用于一些結構構件的抗拉、抗震加固,可以處理建筑裂縫,修繕和加固一些其它的工程中的缺陷。碳纖維布與它的配套浸漬膠一起使用可以成為碳纖維復合材料,它的性能就更加優越了。碳纖維布適用的范圍越來越廣泛,按惡魔碳纖維布到底好在哪里呢?下面我們一起去了解一下。
碳纖維布工藝原理
碳纖維布加固原理是:采用高性能的碳纖維配套樹脂浸漬膠粘結于混凝土構件的表面,利用碳纖維材料良好的抗拉強度,達到增強構件承載能力及強度的目的。
碳纖維布產品特點
強度高,密度小,厚度薄,基本不增加加固構件自重及截面尺寸。適用面廣,廣泛適用于建筑物橋梁隧道等各種結構類型、結構形狀的加固修復和抗震加固及節點的結構加固。施工便捷,無需大型機具設備,沒有濕作業,無需動火,無需現場固定設施,施工占用場地少,施工工效高。高耐久性,由于不會生銹,非常適合高酸、堿、鹽及大氣腐蝕環境中使用。
適用于各種結構類型,各種結構部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構。適用于港口工程和水利水電等工程中混凝土結構、砌體結構、木結構的補強和抗震加固,特別適合于曲面及節點等復雜形式的結構加固?;鶎踊炷恋膹姸纫蟛坏陀贑15。施工環境溫度在5~35℃范圍內,相對濕度不大于70%。
碳纖維布主要用途
一、碳纖維布應用領域:
1)?宇航:機身、方向舵、火箭的發動機殼、導彈散流器、太陽能電池板等。
2)?體育器材:汽車部件、摩托車零件、釣魚桿、棒球棍、滑雪橇、快艇、羽毛球拍等。
3)?工業:發動機部件、風機葉片、傳動軸、以及電器零部件等。
4)?消防:適用于部隊、消防、鋼廠等特殊類高檔的防火服制作。
5)?建筑:建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強度等級低于設計值
結構裂縫處理、惡劣環境服役構件修繕、防護;執行標準GB50550-2010建筑結構加固工程施工質量驗收規范,防火等級:A級-不燃,執行標準GB8624-2006,德國標準DIN4102?A1級,土木建筑,橋梁、隧道、混凝土結構抗震、加固、補強材料:碳纖維布用于結構構件的抗拉、抗剪和抗震加固,該材料與配套膠粘劑共同使用,可構成完整的性能卓越的同固碳纖維布材增強體系。該體系適用于梁、?柱、板、隧道、圓形、弧等。
二、碳纖維布應用性能:
1)?漏放鋼筋加固
2)?梁、柱斷裂加固
3)?加層抗震加固
4)?高架、橋梁維修加固
5)?剪力墻開門加固
6)?陽臺根部斷裂加固
A?自重輕,能在狹小的空間操作,施工過程不受影響
B?使用強度高,能靈活的用于抗彎、抗剪和抗壓的工程結構中
C?具有優良柔韌性,能包裹復雜的外形構件
D?滿足各種構件表面(橋梁、隧洞、板、梁、柱、通風桶、管道、墻體等)?的抗堿抗化學腐蝕要求
E?可對織物進行重復利用,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環境存在一定的差異
F?抗高溫、抗蠕變、耐磨損、抗震性能良好
碳纖維布是一種非常實用的加固材料,它在很多行業當中都起著非常重要的作用。碳纖維布的質量非常重要,它直接決定著施工的質量,所以在選購碳纖維布的時候要認真辨別。一些不法商家用玄武巖纖維涂上黑色來冒充碳纖維,消費者可以使用火燒一下,真正的碳纖維布不會卷曲,燒的地方會和鐵絲一樣發紅,摸上去也很順滑。還有一點要注意,碳纖維布是一種導電材料,在施工的過程當中要采取一定的防護措施,保護施工人員的安全。
碳纖維技術在工程加固中的應用?
碳纖維技術在工程加固中是如何應用的?技術原理是什么?請看中達咨詢編輯的文章。
1、碳纖維加固結構構件技術原理
外貼纖維增強復合材料加固混凝土技術是通過在混凝土結構外部粘貼纖維增強復合材料片材,通過二者協同受力,達到加固目的。碳纖維材料具有高強度、高彈性摸量、重量輕及耐腐蝕性好等特點,其抗拉強度是普通鋼筋的十倍左右,彈性模量略高于普通鋼筋的彈性模量。加固修復混凝土結構所有碳纖維材料主要為兩種:碳纖維材料與配套樹脂。
其中碳纖維的抗拉強度為建筑鋼材的十倍,而彈性模量與鋼材相當,某些(如高彈性)碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的兩倍以上,且施工性能與耐久性良好,是一種很好的加固修復材料;配套樹脂則包括底層樹脂、找平樹脂及粘結樹脂,前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結質量,而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個復合性整體,并且共同工作,提高結構構件的抗彎、抗剪承載力,達到對結構構件進行加固、補強的目的。
2、受彎構件正截面加固設計計算
2.1基本假定碳纖維材料加固后混凝土梁的極限承載力計算采用如下基本假定:①受拉區混凝土的作用忽略不計;②梁受彎后,混凝土、鋼筋及碳纖維應變符合截面假定;③碳纖維材料采用線彈性應力—應變關系:δcf=EcfXεcf,且ε0.01。
④當考慮二次受力影響時,應按構件加固前的初始受力情況,確定纖維復合材料的滯后應變;⑤由于外貼的碳纖維布很薄,近似認為CFRP布中心離梁頂的距離與梁高相等;⑥在到達抗彎承載力極限狀態前,加固材料與混凝土之間不致出現黏結剝落破壞。
2.2加固設計方法在矩形截面受彎構件的受拉邊混凝土表面上粘貼纖維復合材料進行加固時,其正截面承載力應符合下列規定,即
當X≥2a’時
M≤a1fcobx(h-X/2)+f’yoA’so(h-a’)-fyoAso(h-ho)
a1fco=fyoAso+фfffAfe-f’yoAso
фf={(0.8εCUh/x)-εCU-εfo}/εf
3、碳纖維材料的加固工程
某汽車配件廠建于2001年,五層框架結構,廠房跨度7m,由于生產需要,將原來的五層增加至六層,經過結構檢測和計算,局部原來的框架梁承載力達不到新增的使用要求,故局部框架梁須做加固設計。
計算書:根據PKPM結構計算軟件計算浙江月華汽配有限公司生產車間部分梁缺筋,缺筋量130~359mm2。正彎矩缺筋量最大為222mm2,負彎矩缺筋量最大為359mm2。
梁粘碳布加固:
M≤a1fcbx(h-x/2)+f|yA|s(h-a|)-fyAs(h-ho)
a1fcbx=fyAs+ψfffAse-f|yA|s
ψf=((0.8εcuh/x)-εcu-εfo)/εf
x≥2a|
由上式中可知缺筋量As等于ψfffAse/fy。
設粘碳纖維布同梁寬250mm按一層計算,碳纖維布計算厚度為0.167mm,抗拉強度為2000MPa。
即
As=ψfffAse/fy
=0.85*2000*250*0.167*1/300
=236.6mm2
同理按二層計算
As=ψfffAse/fy
=0.85*2000*250*0.167*2/300
=473.2mm2
從以上二種計算結果得:
梁正彎矩缺筋量在236.6mm2內粘一層碳纖維布,大于236.6mm2而小于473.2mm2粘二層碳纖維布,滿足加固要求。
4、碳纖維材料的加固施工工藝
施工工藝:卸荷→ 基底處理→ 涂底膠→ 找平→ 粘貼→ 保護。
4.1卸荷加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。
4.2基底處理①混凝土表層出現剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除,對于較大面積的劣質層在鑿除后應用環氧砂漿進行修復。②裂縫部位應首先進行封閉處理。③用混凝土角磨機、砂紙等機具除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質,構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,轉角粘貼處要進行倒角處理并打磨成圓弧狀(R≥20mm)。④用吹風機將混凝土表面清理干凈,并保持干燥。
4.3涂底膠(FP膠)①按主劑∶固化劑=2∶1的比例將主劑與固化劑先后置于容器中,用彈簧秤計量,電動攪拌器均勻攪拌,根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制使用時間。一般情況下1h內用完。②用滾筒刷將底膠均勻涂刷于混凝土表面,待膠固化后(固化時間視現場氣溫而定,以指觸干燥為準)再進行下一工序施工。一般固化時間為2~3d。
4.4找平①混凝土表面凹陷部位應用FE膠填平,模板接頭等出現高度差的部位應用FE膠填補,盡量減小高度差。②轉角處也應用FE膠修補成光滑的圓弧,半徑不小于20mm。
4.5粘貼①按設計要求的尺寸及層數裁剪碳纖維布。②調配、攪拌粘貼材料FR膠(使用方法與底膠FP相同),然后均勻涂抹于待粘貼的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。③粘貼碳纖維布,在確定所粘貼部位無誤后,用特制滾子反復沿纖維方向滾壓,去除氣泡,并使FR膠充分浸透碳纖維布。
多層粘貼應重復上述步驟,待碳纖維布表面指觸干燥方可進行下一層的粘貼。④在最后一層碳纖維布的表面均勻涂抹FR膠。⑤碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm,碳纖維端部固定用橫向碳纖維或粘鋼固定(壓條)。
4.6保護加固后的碳纖維布表面應采取抹灰或噴防火涂料進行保護。
5、結語
粘貼碳纖維結構加固技術是一種新型加固技術,已經得到較廣泛的應用,并已產生較大的經濟效益;在混凝土結構的加固中,碳纖維布主要分擔鋼筋受力,即碳纖維主要提高結構構件的抗拉強度,在其他結構中,碳纖維布也起到比較良好的抗拉強度作用。
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什么是碳纖維加固
鼎峰加固工程公司 粘貼碳纖維結構加固技術是指采用高性能粘結劑將碳纖維布粘貼在建筑結構構件表面,使兩者共同工作,提高結構構件的(抗彎、抗剪)承載能力,由此而達到對建筑物進行加固、補強的目的。 碳纖維增強聚合物(CARBON FIBRE REINFORCED POLY-MER簡稱CFRP,也稱為碳纖維增強塑料)是由環氧樹脂粘高抗拉強度的碳纖維束而成的。使用碳纖維布加固具有以下幾個優點:A、強度高(強度約為普通鋼材的10倍),效果好;B、加固后能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性;C、自重輕(約200G/`M^2`),基本不增加結構自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,適用范圍廣;D、施工簡便(不需大型施工機構及周轉材料),易于操作,經濟性好;E、施工工期短(本工程實例僅用一周);因此,碳纖維結構加固技術在混凝土結構方面已產生較大的效應。 碳纖維加固技術適用于各種結構類型、各種結構部位的加固修補,如梁、板、柱、屋架、橋墩、橋梁、筒體、殼體等結構,要求基層混凝土的強度等級不低于C15即可;另外,磚砌體的某些力學性能也可以用碳纖維進行加固。 可以使用加固材料即用改性環氧樹脂粘貼各種符合國標GB50367-2006規定的碳纖維單向織物布復合材,S玻璃布,(玄武巖布),E玻璃纖維單向織物布及GB/T221491-2008規定的芳綸布,芳玻韌布復合材 它具有粘貼鋼板相似的優點外,還具有耐腐濁、耐潮濕、幾乎不增加結構自重、耐用、維護費用較低等優點,但需要專門的防火處理,適用于各種受力性質的混凝土結構構件和一般構筑物。 碳纖維布加固施工流程 碳布加固補強工程的施工單位應有相關的專業技術和施工資質。施工必須遵循下列工序進行。 1、施工準備 2、2、混凝土表面處理 3、3、配制并涂刷底層樹脂 4、4、配制找平材料并對不平整處修復 5、5、粘貼碳布/芳綸布 6、6、表面防護 碳纖維布系統施工工藝 1、施工準備 擬定施工方案和施工計劃,應對所使用的碳纖維片材、配套樹脂、機具等作好施工前的準備工作。 2、混凝土表面處理 清除被加固構件表面的剝落、疏松、蜂窩、腐蝕等劣化混凝土,露出混凝土結構層,并用修復材料將表面修復平整。按設計要求對裂縫進行灌縫或封閉處理。 3、配制并涂刷底層樹脂 按供應商提供的工藝規定配制底層樹脂,將底層樹脂均勻涂抹于混凝土表面。在樹脂表面指觸于燥后立即進行下一步工序施工。 4、配制找平材料并對不平整處修復 對混凝土表面凹陷部位用找平材料填補平整,轉角處應用找平材料修復為光滑的圓弧。 5、粘貼碳布/芳綸布 ①按設計要求的尺寸裁剪碳布/芳綸布;②配制浸漬樹脂并均勻涂抹于所要粘貼構件;③沿著纖維方向多次滾壓,擠除氣泡,使浸漬樹脂充分浸透碳布/芳綸布;④碳布/芳綸布的表面均勻涂抹浸漬樹脂。 6、表面防護 按有關規范的規定處理,并保證防護材料與碳布/芳綸布之間有可靠的粘結。 碳纖維布施工安全和注意事項 1、碳布為導電材料,施工時應遠離電氣設備及電源,或采取可靠的防護措施。 2、施工過程中應避免碳布/芳綸布的彎折。 3、碳布/芳綸布配套樹脂的應密封儲存,遠離火源,避免陽光直接照射。 4、樹脂的配制和使用場所,應保持通良好。 5、現場施工人員應采取相應的勞動保護措施。
碳纖維在橋梁結構上面的加固應用?
碳纖維在橋梁結構上面的加固應用有哪些呢,下面中達咨詢招投標老師為你解答以供參考。
碳纖維與傳統的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補強相比,具有節省空間,施工簡便,不需要現場固定設施,施工質量易保證,基本不增加結構尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點。另外,采用該工法,可大大提高建筑物的使用壽命,降低加固成本。因此,碳纖維作為劃時代的補強材料,而備受青睞和關注。(1)抗拉強度高,是同等截面鋼材的7-10倍。(2)重量輕,密度只有普通鋼材的1/4。(3)耐久性好,可阻抗化學腐蝕和惡劣環境、氣候變化的破壞。(4)施工方便快捷、省力節時、施工質量易于保證。(5)適用范圍廣,混凝土構件、鋼結構、木結構均可進行加固??纱蠓忍岣邩嫾某休d能力、抗震性能和耐久性能。碳纖維加固適用范圍碳纖維加固法可用于混凝土結構抗彎、抗剪加固,同時廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強?!せ炷两Y構物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固?!に淼?、港灣設施、煙囪、倉庫、廠房的加固?!な茺}害的混凝土、橋梁以及河川構造物的防護和加固。碳纖維加固工藝原理將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸成為復合增強材料(單向連續纖維);用環氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結構上,形成一個新的復合體,使增強粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結構的抗裂或抗剪能力,提高結構的強度、剛度、抗裂性和延伸性。碳纖維加固工藝流程工藝流程可以歸納為:施工準備、砼表面處理、涂刷底膠、構件表面殘缺面修補、粘貼碳纖維、表面養護、找平材料配置、底層或樹脂配制、浸漬樹脂配制
碳纖維加固操作要點一、混凝土表面處理:1、將混凝土構件表面的殘缺、破損部分清除干凈。2、對經過剔鑿、清理和露筋的構件殘缺部分,進行修補、復原。3、裂縫修補:縫寬小于0.2mm的裂縫,用環氧樹脂進行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂縫用環氧樹脂灌縫。4、打磨:將構件表面凸出部分(混凝土構件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修復后的構件表面盡量平順。5、清洗打磨過的構件表面,并使其充分干燥。二、缺陷部位涂刷底膠將配好的底膠(粘結劑),用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。三、構件表面殘缺面的修補用環氧膩子對構件表面殘缺面的修補是十分重要的一步,要點如下:1、膩子主劑、固化催進劑、固化劑按規定比例稱量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。2、構件表面凹陷部位用環氧膩子填平,修復至表面平整。在殘缺修補中使用環氧膩子時,要在氣溫-5℃以上,相對濕度小于85%的條件下施工。膩子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙紋,應再用砂紙打磨平整。四、涂刷底膠將配好的底膠(粘結劑),用滾筒均勻涂刷于需要粘結的砼表面。五、粘貼碳纖維粘貼碳纖維材料之前,首先應確認粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上,相對濕度RH85%時,如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損,在碳纖維材料運輸、儲存、裁切和粘貼過程中。應用鋼直尺與壁紙刀按規定尺寸切斷碳纖維材料,每段長度一般以不超過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞,材料的裁切數量應按當天的用量裁切為準。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應多涂樹脂,碳纖維橫向不需要搭接。其施工工藝要點如下:1、粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應按規定的比例稱量準確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻。一次調和量應以在可使用時間內用完為準。2、粘貼時,在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣??捎昧_拉(專用工具)沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次,使樹脂滲浸入碳纖維中。六、養護粘貼碳纖維材料后,需自然養護1-2小時達到初期固化,應保證固化期間不受外界干擾和碰撞。七、涂裝若加固補強構件需要防火時,可在樹脂固化后涂刷耐火涂層。涂裝應在樹脂初期固化后進行,并應遵守所用涂料的相關標準和施工規定。
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