碳纤维加固混凝土梁界面剪应力的影响
碳纤维板与混凝土界面粘结的牢固与否主要取决于他们之间的粘结性能,它对结构的粘结牢固起着关键性的作用。在施工过程中,应尽量减小碳纤维板的厚度且尽量增大碳纤维板的宽度,以便减小混凝土梁界面的剪应力。
施工中应注意的事项
根据加固设计分析和碳纤维布本身的特点,应注意以下几点:
1)混凝土基面处理。必须仔细打磨,清除劣区混凝土、基面污渍和杂质,保持混凝土基面清洁干燥。
2)粘贴时必须用辊子沿纤维方向捋出气泡,使粘贴树脂充分浸渍碳纤维。
3)表面防护。至少8 h以后才能去除塑料薄膜,在碳纤维布表面涂抹一层基底树脂,待基底树脂指触干燥后,外抹水泥砂浆做面层。
4)采用的粘结材料应该与碳纤维片材相配套。
碳纤维材料的特性
碳纤维材料,是迄今为止应用于土木工程领域最早、技术最成熟、用量的一种高科技材料。作为划时代的补强材料,与传统的补强材料相比,具有许多不可替代的优势和特点。碳纤维(Carbon Fiber,简称 CF),是由有机母体纤维(例如聚丙烯腈、粘胶丝或沥青),在1000~3000℃高温的惰性气体环境下(除碳以外的所有元素都被去除),采用高温分解法制成的含碳量在95%以上的新型纤维材料。它不仅具有碳材料固有的本征特性,又兼具纺织纤维的柔软可加工性,是新一代高强度纤维材料。由于具有强度大、模量高、密度低、线膨胀系数小等特点,被称为新材料之王,在国际上被誉为“黑色黄金”、“第三代材料”。
它的比重不到钢材的1/4,而抗拉强度是钢材的7~9倍,抗拉弹性模量也高于钢材,而且具有很强的耐酸碱行和耐蚀性。
近些年来,碳纤维材料在土木工程领域中的应用,一直是国内外研究的热点。国内外的碳纤维及其复合材料工业处于高速发展的时期,生产技术和生产效率明显提高,产品成本稳中有降。随着碳纤维材料加固混凝土结构的新技术的蓬勃发展,其在建筑行业得到广泛的应用。
碳纤维加固针对环境因素考虑要点
粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上,相对湿度RH>85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂,碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下:
(1) 粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。
(2) 粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。