碳纖維布加固的特點(diǎn)
1、引言碳纖維布加固法是一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，它是利用樹(shù)脂類膠結(jié)材料將碳纖維布粘貼于混凝土表面，并與結(jié)構(gòu)形成整體受力體系，增強(qiáng)被加固結(jié)構(gòu)的抗彎或抗剪能力，從而達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。
碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)法，始于二十世紀(jì)八十年代美、日等國(guó)家，目前是國(guó)際土木工程領(lǐng)域開(kāi)發(fā)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。我國(guó)是在1997年才正式開(kāi)始對(duì)碳纖維類加固技術(shù)進(jìn)行研究的，并在1998年開(kāi)始了實(shí)際的工程應(yīng)用。
2、碳纖維加固特點(diǎn)
強(qiáng)度高,與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)相比，碳纖維布加固法具有很明顯的優(yōu)越性：碳纖維材料具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，其抗拉強(qiáng)度高于普通鋼材的10倍，極適合于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)強(qiáng)；其輕質(zhì)柔軟，適用面廣，施工便捷，尤其是可在不中斷交通時(shí)進(jìn)行加固施工；加固厚度小，可不增加原結(jié)構(gòu)的恒載，特別適用于建筑高度受限制情況下加固補(bǔ)強(qiáng)；同時(shí)還具有良好的耐久性及耐腐蝕性等。
不增加恒載及斷面尺寸碳纖維布的自重僅為200～300克／平方米，設(shè)計(jì)厚度為0.111—0.167mm，加上環(huán)氧樹(shù)脂系列的粘結(jié)材料的自重也很輕，對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)重量及橋下凈空的影響微乎甚微，可忽略不計(jì)。同時(shí)，碳纖維布可以多層粘貼。根據(jù)補(bǔ)強(qiáng)的要求，碳纖維布可以在一個(gè)部位重疊粘貼，充分滿足補(bǔ)強(qiáng)的要求。這一優(yōu)點(diǎn)更是傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)方式所難以比擬的。
施工簡(jiǎn)便
碳纖維布柔軟，對(duì)被補(bǔ)強(qiáng)物沒(méi)有形狀要求，無(wú)需預(yù)制材料、大型施工機(jī)械和現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，并且工期短。采用碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)，對(duì)原結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生新的損傷碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)系采用碳纖維膠粘結(jié)材料進(jìn)行粘貼，不需要設(shè)置錨固及開(kāi)鑿混凝土等，因而不會(huì)對(duì)已經(jīng)損傷的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的破壞，更可避免鉆孔時(shí)與結(jié)構(gòu)內(nèi)原有鋼筋和預(yù)應(yīng)力素發(fā)生沖突而引起新的問(wèn)題。能有效地封閉混凝土的裂縫
碳纖維布(片)粘貼在混凝土的表面，不僅封閉了混凝土的裂縫，其高強(qiáng)高模量的特性還約束了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的生成與擴(kuò)展，改變了裂縫的形態(tài)，使寬而深的裂縫變成分散的細(xì)微裂縫，從而提高了混凝土構(gòu)件的整體剛度。
碳纖維布具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性碳纖維布是一種復(fù)合材料，幾乎無(wú)腐蝕性和磁性以及具有較好的耐熱性，不僅能經(jīng)得起水泥堿性的侵蝕，而且當(dāng)應(yīng)用于經(jīng)常受鹽害侵蝕等腐蝕性環(huán)境時(shí)，其壽命也較長(zhǎng)（200年）。因而碳纖維布加固法，在不利環(huán)境下較其它方法更顯出其優(yōu)異性。
不影響結(jié)構(gòu)的外觀碳纖維布的厚度很薄，粘貼固化后其表面還可以涂刷一層與原有結(jié)構(gòu)外觀顏色一致的涂料，而不影響結(jié)構(gòu)的外觀。

我們知道碳纖維布分為單向布和雙向布，用在建筑加固上的為單向布，那么，單向碳纖維布是如何成型的？
將大量的破纖維長(zhǎng)絲沿一個(gè)主方向(通常是經(jīng)向)均勻平鋪,用較少的破纖維絲將主方向上的碳纖維絲編織在一起,形成較薄的、以主方向上纖維受力的碳纖維織物。碳纖維單向織物的織造方法有多種,常見(jiàn)的有3種,即機(jī)織單向織物、無(wú)緯單向織物和整編單向織物。
機(jī)織單向織物是用徳國(guó)織機(jī)織造的,一般為徑向單向織物。無(wú)緯單向織物,即一般認(rèn)為的單向織物,例如UD織物實(shí)際是一種預(yù)浸片材,是用特殊設(shè)備將碳纖維垂直交又鋪放為西層或多層,再用樹(shù)脂粘合,或者復(fù)合成一層薄膜、離型紙、纖維網(wǎng)格等。縫編單向織物是用徳國(guó)的縫編設(shè)備將纖維紗線按一個(gè)方向排列,用聚酯紗線縫編而成的織物。
單向碳纖維布經(jīng)常被用來(lái)對(duì)混凝土、鋼或其它材料構(gòu)件進(jìn)行修復(fù)、加固和翻新。其抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到3500MPa以上,為普通建筑用鋼材的十幾倍,而比重為1.8kg/m3,僅為鋼材比重的四分之一。
簡(jiǎn)單一句話概括就是,碳纖維材料是一種高強(qiáng)輕質(zhì)的高性能材料。
在加固鋼筋混凝土技術(shù)所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維布,二是粘貼材料，如悍馬碳纖維布，悍馬碳纖維膠。這門技術(shù)是將碳纖維布粘貼在鋼筋混凝土構(gòu)件受拉表面,使強(qiáng)度非常高的破纖維布和結(jié)構(gòu)構(gòu)件有機(jī)結(jié)合形成整體,共同受力,從而達(dá)到修補(bǔ)裂縫或提高構(gòu)件承裁力的目的。常用規(guī)格是12k 200g/m2和12k 300g/m2。
據(jù)了解碳纖維布加固技術(shù)在90年代在我國(guó)建筑工程和橋梁隧道工程領(lǐng)域中開(kāi)始被應(yīng)用，在早期其加固費(fèi)用昂貴，碳纖維布加固技術(shù)的發(fā)展被限制，隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價(jià)不斷降低，使的碳纖維布加固技術(shù)日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應(yīng)用領(lǐng)域中得到了全面推廣。
碳纖維布加固混凝土柱：
采用碳纖維布對(duì)混凝土進(jìn)行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強(qiáng)度和對(duì)混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：
1、界限破壞，當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng)，在受壓混凝土達(dá)到極限應(yīng)變的時(shí)候，受拉區(qū)纖維剛好達(dá)到極限強(qiáng)度，此時(shí)材料的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達(dá)值；
2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區(qū)混凝土被壓壞，碳纖維未達(dá)到極限應(yīng)變；
3、少筋破壞，受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過(guò)極限拉應(yīng)變，并達(dá)到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未破壞；
4、超筋破壞，加固量過(guò)大，受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土被壓壞；
5、粘接破壞，在達(dá)到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。
與此同時(shí)，碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，卡本碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個(gè)共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化，從而導(dǎo)致銹蝕，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)過(guò)后，在采用碳纖維布進(jìn)行加固，大致過(guò)程如下：
1、首先按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行定位放線；
2、采用硬毛刷對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀；
3、按設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布；
4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對(duì)碳纖維布進(jìn)行防護(hù)；
5、待膠固化后，對(duì)粘貼碳纖維布進(jìn)行驗(yàn)收。
總而言之，碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強(qiáng)度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，為結(jié)構(gòu)安全保駕護(hù)航。與此同時(shí)，碳纖維布加固除了對(duì)開(kāi)裂的梁板進(jìn)行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復(fù)工程中應(yīng)用。

碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在哪？
碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
在我國(guó)，各類橋梁及房屋建筑結(jié)構(gòu)的維修、加固、改造已經(jīng)成為建設(shè)工程的側(cè)重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)常用的加固方法主要有纖維布復(fù)合材料加固、粘鋼板、擴(kuò)大截面等方法，其中FRP復(fù)合材料加固法具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，并且具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，在結(jié)構(gòu)工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在目前的FRP材料加固市場(chǎng)中，碳纖維占的比例多。
碳纖維布纖維方向分為單向和雙向2種，其中以單向布應(yīng)用為主。碳纖維布具有高的強(qiáng)度重量比和剛度重量比率、良好的抗疲勞性及高的耐久性、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)低等特點(diǎn)。碳纖維布加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：高強(qiáng)高效，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)；基本不改變?cè)Y(jié)構(gòu)外觀，不會(huì)對(duì)原結(jié)構(gòu)造成損害；運(yùn)輸儲(chǔ)存、施工更方便、快捷，容易保證施工質(zhì)量而且后期維護(hù)費(fèi)用低；其化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在耐候性、腐蝕性以及抗疲勞性能等方面更加突出。但應(yīng)用此法進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)充分考慮纖維的方向布置，合理的材料連接方式、連接尺寸、連接位置粘結(jié)材料的性能指標(biāo)。尤其是施工過(guò)程的質(zhì)量控制，一定要按正常的施工程序進(jìn)行，否則會(huì)影響加固效果。
碳纖維布施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)：
1.施工宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹(shù)脂的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)使用適用于低溫的配套樹(shù)脂或采用升溫處理措施。
2.在表面處理和粘貼碳纖維布前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。
3.樹(shù)脂配制時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說(shuō)明規(guī)定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌所用的容器內(nèi)不得有油污及雜質(zhì)。宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度決定樹(shù)脂的每次拌合量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。
4.粘貼前板底首先要打磨平整，除去表層浮漿、油污等雜質(zhì)，直至完全露出結(jié)構(gòu)新面，混凝土表面應(yīng)清理干凈并保持干燥；鋼筋露出部位須做防銹處理，如損壞程度嚴(yán)重，須采取其它措施，以確保安全；轉(zhuǎn)角粘貼處要進(jìn)行倒角處理打磨成圓弧狀，圓弧半徑不應(yīng)小于20mm。
5.按比例準(zhǔn)確配制好底膠并攪拌均勻，注意一次調(diào)和量在可使用時(shí)間內(nèi)用完，超過(guò)時(shí)間的不能使用，以確保粘接質(zhì)量；底膠硬化后，在表面有凸起部分時(shí)，要用磨光機(jī)或砂紙打光。
6.粘貼碳纖維布時(shí)要從中間向兩側(cè)進(jìn)行粘貼，可避免施工時(shí)產(chǎn)生氣泡影響加固效果。
7.碳纖維布配套樹(shù)脂的原料應(yīng)密封儲(chǔ)存，遠(yuǎn)離火源，避免陽(yáng)光直接照射。
8.樹(shù)脂的配置和使用場(chǎng)所，應(yīng)保持通風(fēng)良好，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)根據(jù)使用樹(shù)脂材料采取相應(yīng)的勞動(dòng)保護(hù)措施。
9.涂刷碳纖維漆必須等樹(shù)脂初期硬化后再施做，如表面上仍有不平，用環(huán)氧樹(shù)脂砂漿作細(xì)部找平后再涂刷碳纖維漆。
10.碳纖維布的施工應(yīng)由熟悉施工工藝的專業(yè)施工隊(duì)伍完成，并應(yīng)精心組織、精心施工。

碳纖維布加固的施工要點(diǎn)有哪幾步？
碳釬維布自從引進(jìn)中國(guó)之后，就一直以來(lái)深受社會(huì)各界人士的喜歡，那么在建筑行業(yè)，建筑加固過(guò)程中，碳纖維布加固的施工工藝都有那些？有哪些施工要點(diǎn)是要大家注意的呢？下面就來(lái)跟小編一起了解一下吧！
碳纖維加固施工工藝
工程設(shè)計(jì)→清潔打磨被粘接結(jié)構(gòu)表面→底層表面的涂布→底膠固化至指干→不平面修復(fù)→修補(bǔ)膠固化至指干→浸潤(rùn)膠的涂布→碳纖維片材施工→指干后多層粘貼→固化→檢驗(yàn)及表面裝飾。
碳纖維施工要點(diǎn)
1、 將混凝土表面用丙酮擦拭干凈。
2、 被粘接表面要修復(fù)平整，有漏水現(xiàn)象要作止水、導(dǎo)水處理。
3、 配置底層用膠并涂敷，要根據(jù)氣溫及施工粘接結(jié)構(gòu)的具體情況決定涂敷的厚薄，特別是冬季氣溫低于5℃如需施工應(yīng)采取必要的升溫措施。
4、 進(jìn)行粘接碳纖維片材時(shí)，首先根據(jù)技術(shù)要求剪好所需尺寸，一般兩米為適。
5、 配置膠液，一般以可使用的時(shí)間內(nèi)(30min左右)施工所需量為限。
6、 將甲、乙組份的膠水按照甲組分：乙組分=3：1的比例倒入干凈的容器內(nèi)，攪拌均勻。如在夏季溫度較高時(shí)甲、乙組份也可按4：1進(jìn)行使用。用光滑滾子在碳纖維布表面沿同一方向反復(fù)滾壓至膠水滲出纖維布表面，以去除氣泡，使碳纖維布充分浸潤(rùn)膠水，碳纖維片材搭接面積要預(yù)留10cm以上。
7、 多層粘貼應(yīng)待上層碳纖維布表面指觸感干燥后，再進(jìn)行下一層碳纖維布的粘貼。
8、 在其固化時(shí)要防雨淋，防風(fēng)沙，并防止硬物碰傷粘接表面。
9、 固化時(shí)間不得少于3-7天，固化后根據(jù)要求進(jìn)行表面涂裝。
10、乙組份在長(zhǎng)貯存過(guò)程中容易出現(xiàn)變色現(xiàn)象，屬正常，不影響產(chǎn)品基本性能和使用。
11、在施工過(guò)程中，如不慎濺到皮膚上或眼睛里應(yīng)立即用大量清水沖洗，嚴(yán)重者應(yīng)及時(shí)就醫(yī)。
上述文章中，小編給大家講解的關(guān)于碳纖維布加固的施工工藝，相信大家看完之后，應(yīng)該是有所了解的了。是專注于給大家提供加固、改造、修繕等知識(shí)的網(wǎng)站，如果大家對(duì)于這些比較感興趣的話，可以持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站。