碳纖維加固技術(shù)最早起源于德國(guó)、瑞士,在20 世紀(jì)80 年代后期,碳纖維復(fù)合材料被用于加固混凝土結(jié)構(gòu)。
碳纖維加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù),是將碳素纖維這種高性能纖維應(yīng)用于土木工程,利用樹(shù)指類(lèi)材料把碳纖維粘貼于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表面,形成復(fù)合材料體CFRP,通過(guò)其與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的協(xié)同工作,達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)加固及改善受力性能的目的。
加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)所用碳纖維材料,主要為二種,碳纖維與配套樹(shù)脂。其中碳纖維的抗拉強(qiáng)度為建筑鋼材的十幾倍,而彈性模量與鋼材相當(dāng),某些種類(lèi)(如高彈性) 碳纖維的彈性模量甚至在鋼材的2 倍以上,且施工性能與耐久性良好,是一種很好的加固修復(fù)材料;配套樹(shù)指則包括底層樹(shù)脂、整平材料及粘浸樹(shù)脂,前兩者的作用是為了提高碳纖維的粘結(jié)質(zhì)量,而后者的作用則是使碳纖維與混凝土能夠形成一個(gè)復(fù)合性整體,并且共同工作。
1 板梁構(gòu)件加固中的應(yīng)用
目前混凝土加固通常采用增大截面加固法、置換混凝土加固法、外粘型鋼加固法、外粘鋼板加固法、粘貼纖維復(fù)合材加固法等方法。粘貼纖維復(fù)合材法具有強(qiáng)度高(抗拉強(qiáng)度高于普通鋼材十倍以上)、比重輕、耐久耐腐性好、施工便捷、技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)。
吉林省永吉縣碾子溝水庫(kù)泄洪洞建于50 年代,泄洪洞洞身長(zhǎng)32.2 m,共3 孔,每孔過(guò)水?dāng)嗝娉叽?.55 m×3.4 m(B×H)。洞邊墻及底板為鋼筋混凝土U 型槽結(jié)構(gòu),頂部為鋼筋混凝土T 形梁蓋板。2003 年,水庫(kù)進(jìn)行了除險(xiǎn)加固,由于土壩壩頂加高了0.38 m,經(jīng)復(fù)核,泄洪洞洞頂T 形梁配筋不滿足強(qiáng)度要求。通過(guò)計(jì)算,設(shè)計(jì)采用300 g/m2 碳纖維布粘于全梁底部。碳纖維粘貼采用碳纖維配套樹(shù)脂(環(huán)氧樹(shù)脂),具體施工方法如下:
混凝土表面處理,即打磨混凝土表面,去除表面灰漿及疏松部分,使用吹風(fēng)機(jī)吹去浮灰;配制并涂刷底膠,將底膠按主劑:固化劑,2∶1(質(zhì)量比)的比例混合,攪拌3~5 min,至充分均勻后使用;配制找平膠并對(duì)不平整處修復(fù)處理;配制并涂刷浸漬膠,將混合后的浸漬膠涂刷在加固位置,粘貼碳纖維布。
碳纖維加固構(gòu)筑物有著卓越的效果,它可以更大限度地保留原來(lái)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),不增加構(gòu)筑物的重量,不改變?cè)ㄖY(jié)構(gòu)的外型,施工速度快且工程造價(jià)低
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