很多業(yè)主咨詢關(guān)于房屋樓板裂縫、梁柱裂縫修復(fù)方法的時候,往往加固公司會建議他們做碳纖維加固。相信很多業(yè)主聽到這個碳纖維加固會感覺到不知道這是什么東西,大家都知道碳纖維是一種材料,但是竟然能夠用到建筑混凝土構(gòu)件的加固上。下面施邦小編就跟大家說說碳纖維到底是什么?碳纖維加固是怎么回事?
碳纖維加固技術(shù)已成為當(dāng)今主流趨勢,碳纖維加固的場所隨處可見,例如超市纖維加固、銀行柱子、橋梁裂縫修補(bǔ)等,甚至碳纖維也可以用到地暖上?
碳纖維是什么?
1. 碳纖維又稱為碳纖維原料(cf),碳纖維加固包括:碳纖維布加固、碳纖維加固。是從有機(jī)纖維碳化、石墨化處理后得到的未經(jīng)石墨材質(zhì)(與亂層石墨近似),一般碳纖維的密度為1750/m3,天然的碳纖維呈黑色。
2. 包含高于90%的無極高分子纖維。對酸、堿、耐腐蝕性能較強(qiáng),不溶不脹、耐油、抗輻射、抗放射、吸收有毒氣體和減速中子等特性。
3. 碳纖維按原料可分:聚丙烯腈基碳纖維、瀝青基碳纖維等。性能可分:通用型、高強(qiáng)型、中模高強(qiáng)型、高模型、超高模型碳纖維。狀態(tài)可分:長絲、短纖維、短切纖維。
4. 碳纖維應(yīng)用領(lǐng)域:土木建筑、航空航天、汽車材質(zhì)、纖維加固、體育用品、壓力容器、碳纖維布等。
碳纖維的重量不及鋼的四分之一,而他的應(yīng)用領(lǐng)域卻尤為廣泛,所以碳纖維究竟是什么?碳纖維就是我們生活中的一切。
碳纖維加固是什么?
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)國家。
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)時設(shè)計荷載標(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,難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求,亟需進(jìn)行維修、加固。國內(nèi)早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,其編號為CECS146:2003,已經(jīng)被的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》代替,其編號為GB 50367-2006.碳纖維加固近的國標(biāo)是《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起執(zhí)行。
碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比,具有節(jié)省空間,施工簡便,不需要現(xiàn)場固定設(shè)施,施工質(zhì)量易保證,基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重,耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。
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,碳素纖維作為劃時代的補(bǔ)強(qiáng)材料,而備受青睞和關(guān)注。
碳纖維布在墻體加固的應(yīng)用,首先可以從墻體受力的角度來分析。墻體在服役過程中,主要承受上部荷載傳遞的壓力。而碳纖維布雖說抗拉強(qiáng)度高,但其質(zhì)軟且自身抗剪強(qiáng)度幾乎可以忽略,無法承受壓應(yīng)力的作用,因此碳纖維布適用于受彎與受拉構(gòu)件加固,不適用于墻體受壓加固。
另一方面,不同基材的墻體與碳纖維布的整體工作性能也大不相同。常用墻體包含砌體墻與混凝土墻,碳纖維布與混凝土基材能夠形成整體共同工作,但在砌體墻中由于砌體表面水泥砂漿整體性較差,導(dǎo)致碳纖維布在砌體墻加固中,易發(fā)生水泥砂漿剝離破壞,造成加固失效。
那么,碳纖維布到底能在墻體加固中起到怎樣的作用呢?大量實(shí)驗(yàn)證明,在保證碳纖維布錨固的情況下,碳纖維布加固墻體能夠有效參與墻體受剪作用,改變破壞形式,提高墻體抗剪承載力與抗震性能。事實(shí)上,在墻體加固中,碳纖維布加固具有很高的局限性。當(dāng)墻體承載力不滿足要求、或墻體配筋率不符合要求時,宜采用增大截面加固法或鋼筋混凝土面層法對墻體進(jìn)行雙面或單面的加固。
利用這兩種方法能夠有效提高墻體抗壓承載力,但需注意植入鋼筋能否保障新舊結(jié)構(gòu)共同工作,因此在增大截面或鋼筋混凝土面層法中,植筋膠將是影響質(zhì)量的重要因素。

眾所周知,建筑物使用年限已久出現(xiàn)安全問題的時候。就需要進(jìn)行加固修復(fù),碳纖維布加固是常用的加固方法之一,那么使用碳纖維布加固后該如何養(yǎng)護(hù)呢?
粘貼完碳纖維布后,在碳纖維膠完全固化之前,我們還需要檢查一下碳纖維布是否出現(xiàn)空鼓、起皺等,這個時候要根據(jù)實(shí)際情況對問題進(jìn)行修正,并做后續(xù)養(yǎng)護(hù)。
1、空鼓:
在鼓起部位,用刮板或滾筒在纖維表面沿同一方向涂刮、滾壓,將內(nèi)部的空氣排出去,不得來回運(yùn)動;
2、起皺:
纖維起皺會嚴(yán)重影響拉伸強(qiáng)度,用刮板沿纖維方向捋刮,加以修正,使起皺部分盡可能展平。
3、養(yǎng)護(hù):
碳纖維布加固時不許有水,固結(jié)期不許碰動,在浸漬粘貼樹脂初期硬化之前,為了防止雨水和塵土等粘附在碳纖維布表面上,養(yǎng)護(hù)期間可根據(jù)需要用塑料薄膜等覆蓋。
4.、涂覆:
粘貼完碳纖維布初期硬化后,在碳纖維布表面撒上黃沙,以便后續(xù)對施工表面進(jìn)行粉飾層涂抹,對抗燃性和耐火有要求時,可用灰漿或不燃燒型板等材料裝飾表面。

碳纖維布加固作為一種新型復(fù)合材料而被應(yīng)用于結(jié)構(gòu)加固改造工程,是將抗拉強(qiáng)度極高的碳纖維布用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料,用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上,使碳纖維承受拉應(yīng)力,并與混凝土變形協(xié)調(diào),共同受力,形成一個新的復(fù)合體,提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性,達(dá)到提高構(gòu)建承載能力的目的。碳纖維布加固法的應(yīng)用與粘鋼法類似,但比粘鋼加固更靈活方便,其具有高強(qiáng)高效、不改變截面、抗腐蝕、耐老化、施工便捷,易保證施工質(zhì)量且后期維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢,在已有建筑的加固改造中十分受到青睞.
碳纖維布具有優(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,是將碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片況材料。碳纖維布在編織時,將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪,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.
碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進(jìn)行加固處理,該技術(shù)采用的碳素纖維布強(qiáng)度是普通二級鋼的10倍左右。厚度僅為2mm左右,基本上不增加構(gòu)件截面,能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。綜合材料的物理、力學(xué)特性分析,要想限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢,適宜將材料作為建筑結(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,建筑加固的碳纖維材料主要是承受拉應(yīng)力,約束裂縫的開展。
結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)工程施工質(zhì)量的好壞將直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全,粘貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)的新型加固技術(shù),在加固工程中得到了廣泛的應(yīng)用,但是在使用碳纖維布加固工程中的這些細(xì)節(jié)你都注意到了嗎?
碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)的關(guān)鍵應(yīng)是保證碳纖維布高強(qiáng)度的充分發(fā)揮,而碳纖維布的高強(qiáng)度作用是通過其與混凝土構(gòu)件表面的可靠粘結(jié)來保證的,因而,碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的施工質(zhì)量對加固效果可起到?jīng)Q定性作用。同時在GB50550-2010中對于碳纖維布的有效粘接面積有著不小于95%的要求。
因?yàn)樘祭w維材料屬于導(dǎo)電材料,施工時應(yīng)嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場用電安全,且在施工過程中應(yīng)避免碳纖維布的彎折,且所選用的粘接材料應(yīng)是與碳纖維布相配套的產(chǎn)品,以保證它們有良好的適配性。
對于粘貼碳纖維布加固法來說,所選用碳纖維布與結(jié)構(gòu)膠的適配性尤為重要,因?yàn)樘祭w維布要發(fā)揮它的高強(qiáng)度的特點(diǎn)達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的,就必須碳纖維布和所選用結(jié)構(gòu)膠復(fù)合后的高性能特性,如果它們沒有良好的適配性,加固效果將無從談起。

碳纖維布加固用在建筑上的案例越來越多,為何大家都傾向于使用碳纖維布加固呢?小小的一塊碳纖維布何以能加固建筑,下面小倍就帶你走進(jìn)碳纖維布加固,我們一起近距離接近真相:
1
碳纖維布優(yōu)勢
1.碳纖維材料本身相對比強(qiáng)度高、重量輕,加固施工后基本不改變原結(jié)構(gòu)的外型尺寸,同時基本不增加原結(jié)構(gòu)自重;
2.碳纖維加固施工工藝流程簡單,施工工期短、效率高;
3.碳纖維自身彈性模量高,加固后對溫度裂縫、銹脹裂縫等細(xì)微變形控制效果較好;
4.碳纖維加固幾乎不用外物加壓,對混凝土原結(jié)構(gòu)幾乎沒有破壞且耐久性能好。
2
應(yīng)用范圍
1、混凝土梁的受彎和受彎加固、板的受彎加固、柱的抗震加固等;
2、廠房、大廈、校舍、醫(yī)院及其他工業(yè)和民用建筑加固補(bǔ)強(qiáng);
3、路橋、水利、核電和能源等基礎(chǔ)設(shè)施加固補(bǔ)強(qiáng)。
3
碳纖維膠的產(chǎn)品特點(diǎn)
1、與各種纖維片材有很好的適配性;
2、滲透力強(qiáng),能很好的滲入混凝土表層;
3、固化后的膠層物理機(jī)械性能和強(qiáng)韌性能優(yōu)異;
4、耐老化、耐水性和化學(xué)腐蝕性能優(yōu)
碳纖維布具有強(qiáng)度高、延性好、耐腐蝕和耐久性好、適用面廣、施工便捷等優(yōu)點(diǎn),在建筑加固中具有廣闊的前景。這就是碳纖維布加固的秘密,只所以憑借小小一塊布就能加固高大的建筑,和碳纖維布與碳纖維膠都有著密不可分的關(guān)系,科技發(fā)展越來越迅速,將來會有越來越多的新材料應(yīng)用于建筑之上,一起守護(hù)建筑的安全與壽命。
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