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建筑上使用碳纤维复合材料加固优点

作者:hangyu  来源:波镁特  时间:2018-06-04

  随着我国既有建筑使用适用年龄的增长、所处环境的不断恶化,出现病害带"病"服役的建筑结构也越来越多了起来屡见不鲜。为了建筑结构的安全,防止建筑事故的发生,就必须对发生病害的结构及时进行及时检测和加固。因此,加固行业成为一个新方向,得到了越来越高的重视程度引起了业内人士广泛关注,加固行业的发展也越来越迅速得以迅速发展,新型的加固材料和工法不断涌现结构加固的方法也越来越多了起来。


  各结构加固方法可以分为两类:直接加固以及间接坚固。直接加固包括增大截面加固法、粘贴纤维复合材加固法等,间接加固包括体外预应力加固法、预应力碳纤为复合板加固法等。直接加固中的粘贴碳纤维复合材加固法,作为一种高效率、低成本的先进结构修复方法,自从20世纪80年代以来,就已经在土木工程中得到了很大的重视并进行了广泛的研究与应用。

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  其粘贴纤维复合材加固方法中最为常用的是碳纤维布、碳纤维板(以下称碳纤维材料)与传统加固方法相比,碳纤维复合材料加固具有很多明显的优势,例如:
  1)碳纤维材料自重轻,力学性能优越,强度高,还具有优越的耐腐蚀性能。对原有结构损伤小,不破坏原有结构的整体性。
  2)碳纤维加固施工方法便捷,成本低效率高,现场施工无需大型机械设备,修复时间短,狭小空间亦可施工。
  3)碳纤维材料具有可成形性,对于复杂曲面结构、异性结构,例如隧道有着特别的极大优势。
  4)碳纤维材料本身对酸、碱、盐具有很高的耐腐蚀性能。
  5)碳纤维加固施工方法便捷,成本低效率高,现场施工无需大型机械设备,修复时间短,狭小空间亦可施工。

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  看似如 此"万能"的碳纤维复合材料在结构加固领域所向披靡、战无不胜,但在很多项目中,它也会处于毫无用武之处的境地,卡本今天就和大家来探讨一下。
  首先,碳纤维材料加固对于加固的原结构强度是有一定要求的。碳纤维材料加固方法对于素混凝土构件是不适用的,同时也不适用于纵向受拉钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件加固。除此之外,原结构的混凝土的强度等级需要经过现场实测确定,测定出的混凝土的强度等级不得低于C15,混凝土的表面正拉粘结强度不得低于1.5MPa。

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  第二,使用碳纤维材料进行加固,对原结构的受力状态也有要求。碳纤维材料的抗拉强度、弹性模量均比钢筋高,同时也能够与混凝土整体结合共同受力。然而碳纤维材料质软,抗压强度较低,因此,碳纤维材料适用于钢筋混凝土受弯、轴心受压、大偏心受压及受拉构件的加固,例如梁、柱。而对于受压结构来说,例如墙体,则收效甚微。
  第三,对于长期处于高温、高湿、侵蚀等结构下的混凝土结构,若要采用碳纤维材料进行加固施工时,需特别注意要采用相应的防护设施并且采用专门特制的胶粘结剂,施工时也要注意有专门的需要按照规范的施工流程进行操作工艺。
  最后,碳纤维材料能够与混凝土结构形成整体,很大程度上依托于胶粘剂。碳纤维材料所使用的浸渍胶对混凝土有很强的粘结作用,然而对于钢结构来说,应采用以钢为基材的配套胶粘剂进行施工,否则加固效果将会就要大打折扣。

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  碳纤维复合材料的应用范围,是取决于材料特性和强度进行确定的,而不是以人为意志的"万能"使用以上四点告诉我们,粘贴纤维加固方法也不是万能的。针对不同的结构构件,我们应结合材料特性,该灵活运用到适合的情形下运用不同的方法,才能来达到最佳的加固效果。



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