碳纤维具有轻质、高强、厚薄均匀、耐高温等优点,是近年来发展较快的一种新型材料,广泛应用于许多行业;在建筑行业中,碳纤维板加固修复钢筋混凝土结构以及钢结构和木结构技术是近年发展起来的一项新技术,使用碳纤维复合材料加固混凝土梁可以提高结构的刚度、抗弯承载力,而且由于它具有施工便捷、工期短、重量轻、不增加结构自重及截面尺寸、适用面广及耐久、耐腐性好等突出的优点倍受建筑界的青睐。现以碳纤维板加固混凝土梁方案为例说明加固原理及加固过程,为工程实际应用提供具体依据。
碳纤维加固工艺原理
构件外部粘贴碳纤维加固法是根据结构构件受力分析计算结果和受力特征,应用配套树脂将碳纤维材料粘贴于强度不满足受力要求的混凝土构件外部相应部位,以达到构件满足承载力要求的一种补强加固方法。外部粘贴碳纤维加固原理与粘贴钢板加固基本相同,是利用其配套树脂的抗剪切强度将混凝能力40%。
楼板碳纤维加固
由于使用荷载发生变化,原有楼板承载力达不到使用要求,需对其进行加固。加固采用板底粘贴碳纤维布法,双向粘贴。加固后抗弯承载力不超过原设计能力40%。由于楼板粘贴部位局部存在不可拆卸的障碍物,纤维布需要断开,采用改变受力途径的做法,即在其两侧加贴碳布进行补强。补粘贴原则:补粘贴布的截面积>断开粘贴布的截面积的1.5倍
碳纤维加固材料的分类、比较和发展状况
1碳纤维加固材料的分类
碳纤维材料包括碳纤维布和碳纤维板两种:碳纤维布是连续碳纤维单向或多向排列,未经树脂浸渍的布状制品;碳纤维板材是连续碳纤维单向或多向排列,并经树脂浸渍固化的板状制品。
2碳纤维加固材料的比较。
下面对于两种加固材料的物理性能进行一些对比。
2.1在施工方面,与碳纤维布相比,碳纤维板具有以下优点:
(1)施工方便,施工质量更容易保证。
(2)强度高,1层1.2mm厚板相当于10层碳纤维布作用。
(3)碳纤维板比碳纤维布容易保持纤维顺直,更有利于碳纤维发挥作用。
(4)碳纤维板材更适用于预应力加固方式,能更加充分发挥碳纤维高强度作用。
(5)纤维板与纤维布相比,更适合于砖混结构的墙体加固。
2.2与碳纤维布相比,碳纤维板具有如下的缺点:
(1)碳纤维布适用范围更广,能够任意裁剪,加固各种形状(圆形或复杂曲面)的结构。
(2)价格昂贵,限制了碳纤维板的应用。