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宜興市恒固碳纖維制品有限公司
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產(chǎn)地 江蘇
材質(zhì) 碳纖維
品牌 恒固
規(guī)格 一級(jí)200g300克
功能 加固
商品介紹
怎樣進(jìn)行多層碳纖維布加固?
碳纖維布是一種優(yōu)質(zhì)的建筑加固材料,相對(duì)于常規(guī)加固方法,不僅強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、對(duì)原結(jié)構(gòu)空間占用小,同時(shí)質(zhì)軟能像布料一樣適用于復(fù)雜多變的建筑表面。碳纖維布加固技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,如今已經(jīng)名副其實(shí)的成為加固行業(yè)中,采用多的加固方法之一。
碳纖維布在混凝土結(jié)構(gòu)中,主要對(duì)受彎構(gòu)件起到加強(qiáng)承載力的作用,就好比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受拉區(qū)布置的鋼筋一樣。滿(mǎn)足安全性鑒定的碳纖維布具有高達(dá)3400MPa的強(qiáng)度,然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)施工中,考慮到二次受力等因素的影響,會(huì)出現(xiàn)僅采用一層碳纖維布無(wú)法達(dá)到強(qiáng)度要求的情況,這時(shí)就需要采取多層碳纖維布進(jìn)行加固處理。
多層碳纖維布加固中應(yīng)用廣的是雙層碳纖維布加固。相對(duì)于單層纖維布的粘貼,雙層碳纖維布的施工工藝要復(fù)雜一些。雙層碳纖維布粘貼時(shí),應(yīng)在層碳布浸漬膠達(dá)到指干狀態(tài)前立即粘貼下一層,若延誤時(shí)間超過(guò)1小時(shí),則應(yīng)等待12小時(shí)后重新在層碳布上涂抹膠體進(jìn)行施工,同時(shí)在粘貼前需要注意將灰塵等對(duì)粘貼效果有影響的雜質(zhì)進(jìn)行清除。
雙層碳纖維布不僅在施工上有嚴(yán)格的要求,在構(gòu)造措施中同樣也要格外的注意。首先,碳布端部的U型箍在雙層碳纖維布中有很重要的作用,混凝土梁受彎產(chǎn)生變形,梁和纖維布要求變形協(xié)調(diào),因而在混凝土梁底與膠、膠與碳纖維布間會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,容易發(fā)生端部的剝離破壞,尤其是對(duì)于多層碳布來(lái)說(shuō)。而端部采用U型箍,會(huì)對(duì)碳布起到約束作用,減少了剝離的可能性。
另外,為了保證雙層碳布端部的錨固能力,對(duì)碳纖維布進(jìn)行分層截?cái)嗍歉雍侠淼募庸谭椒?。在雙層碳布的加固中,有兩種分層截?cái)嗟拇胧┛蛇x,分別是外短內(nèi)長(zhǎng)與內(nèi)短外長(zhǎng),二者之間的效果好壞可從以下幾方面判斷:
傳力路徑
外短內(nèi)長(zhǎng)型中b端碳纖維受力需要通過(guò)第二層膠、層布以及層膠才能傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)中,傳力路徑較長(zhǎng),整體性稍差。
可靠程度
外短內(nèi)長(zhǎng)的形式b端碳纖維布與混凝土基材存在二次粘貼,錨固失效概率比較高,錨固效果可靠程度偏低。
剝離破壞
單獨(dú)的對(duì)于b端錨固效果來(lái)說(shuō),內(nèi)短外長(zhǎng)的構(gòu)造形式將b端頭包裹在其中,對(duì)b端頭起到了約束的作用,也就提高了b端頭的抗剝離能力。
由此可見(jiàn),兩種構(gòu)造中內(nèi)短外長(zhǎng)加U型箍的錨固、加固效果要明顯優(yōu)異于外短內(nèi)長(zhǎng)型。因此,在規(guī)范GB 50367-2013中,也明確的推薦內(nèi)短外長(zhǎng)型的構(gòu)造措施。
還有一點(diǎn),在雙層碳纖維布中也起到了至關(guān)重要的作用。雙層碳纖維布之間、碳纖維布與混凝土基材之間,都是靠膠體進(jìn)行粘接傳力,相對(duì)于單層碳纖維布,雙層碳纖維布由于承受更高的拉應(yīng)力,因此需要更高性能的膠體,來(lái)保證整體共同受力??ū窘n膠,通過(guò)安全性鑒定,無(wú)疑問(wèn)是雙層碳纖維布施工中的有力支持。
碳纖維布加固時(shí)要遵循哪些施工規(guī)范?
碳纖維布是一種常用的加固材料,現(xiàn)在在很多的加固工程中都會(huì)使用到該種加固材料,和其他的材料相比,碳纖維布具有諸多優(yōu)勢(shì),這也是為什么這么多的客戶(hù)會(huì)優(yōu)先選用該種加固材料的原因之一,在使用碳纖維布加固存在質(zhì)量問(wèn)題的建筑物時(shí),需要遵守較多的施工規(guī)范,具體需要遵守哪些施工規(guī)范呢?下面的時(shí)間小編就來(lái)為大家進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。
一、對(duì)建筑物現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的勘探
不管建筑物存在的質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重與否,為了能夠更好的對(duì)其進(jìn)行加固施工,都要事先對(duì)建筑物的現(xiàn)場(chǎng)有全面的了解,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的勘探,方能更為準(zhǔn)確的知曉建筑物所存在的實(shí)際問(wèn)題,也便于制定為適宜的加固方案。
二、制定適宜的加固方案
有些施工單位可能每年都會(huì)承接無(wú)數(shù)的碳纖維布加固工程,其實(shí),雖然很多建筑物存在的問(wèn)題基本一樣,但是對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加固時(shí),依然要根據(jù)建筑物所具體存在的實(shí)際問(wèn)題制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募庸谭桨?,按照施工方案進(jìn)行施工,在施工的過(guò)程中,也可能會(huì)遇到較多的突發(fā)性問(wèn)題,對(duì)于這些常見(jiàn)問(wèn)題,也需要關(guān)注到位。
三、嚴(yán)謹(jǐn)按照加固規(guī)范施工
使用不同的加固材料和加固方法對(duì)建筑物進(jìn)行加固施工,所需要遵循的加固規(guī)范也是不同的,不管采用哪一種加固方法加固建筑物,都需要嚴(yán)格按照加固規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行施工,方能確保終的加固質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
四、確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)
對(duì)于客戶(hù)和施工單位而言,確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)都是必須的,雖然現(xiàn)在很多施工單位在使用碳纖維布加固存在質(zhì)量問(wèn)題的建筑物時(shí),都掌握著較多的施工技巧,不過(guò)在實(shí)際施工的過(guò)程中,依舊是需要注意到位的。
五、保證施工環(huán)節(jié)的安全施工
在施工現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),對(duì)于施工環(huán)節(jié)的安全施工是務(wù)必要注意到位的,雖然和其他的加固方法相比,碳纖維加固法施工簡(jiǎn)單,施工難度較低,能夠取得較為優(yōu)勝的加固效果,不過(guò),施工單位也讓要注意到施工現(xiàn)場(chǎng)的施工安全,包括,人工安全,材料安全,施工質(zhì)量安全三個(gè)方面。
六、確保各個(gè)階段的施工任務(wù)能夠如預(yù)期的進(jìn)度一致
有些施工單位雖然在市場(chǎng)上的口碑和客戶(hù)評(píng)價(jià)都較高,但是有時(shí)卻會(huì)因?yàn)槎喾N突況而無(wú)法按時(shí)完工,對(duì)于施工單位而言,務(wù)必要做好對(duì)施工任務(wù)的合理分配,確保每個(gè)階段的任務(wù)都能夠按時(shí)完工,保證整體加固工程能夠按時(shí)交接。
看了小編上述所介紹的關(guān)于碳纖維布加固時(shí)所要遵守的一些加固規(guī)范,相信大家現(xiàn)在對(duì)其也有了更多的了解了,其實(shí)在對(duì)建筑物進(jìn)行加固時(shí),不管使用哪一種加固方案,都要嚴(yán)格遵守加固規(guī)范的,不然很難保證終的加固質(zhì)量。
在認(rèn)識(shí)碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料制品時(shí),很多人看到具有碳纖維紋路的制品感覺(jué)就是酷,具有時(shí)尚科技感。今天我們就來(lái)探討不同碳纖維紋路來(lái)做碳纖維復(fù)合材料制品有什么不一樣。
碳纖維在復(fù)合材料中起到承載載荷的作用,外界作用于CFRP復(fù)合材料上的力都會(huì)經(jīng)塑料傳遞給碳纖維,所以對(duì)CFRP復(fù)合材料的破壞首先要破壞碳纖維。
那么對(duì)碳纖維的破壞基本可分兩種,一種是平行于碳纖維方向的拉伸力,這個(gè)力會(huì)將碳纖維拉斷,所以要求碳纖維具備較高的拉伸強(qiáng)度;另一種是剪切力,這個(gè)力垂直于碳纖維方向,要求碳纖維具備較高的抗剪切強(qiáng)度??上г谒刑祭w維供應(yīng)商產(chǎn)品性能參數(shù)一欄里都沒(méi)有出現(xiàn)碳纖維剪切強(qiáng)度的表述。這是因?yàn)槭紫忍祭w維剪切強(qiáng)度很小,另一方面碳纖維本身屬于一維材料,在直徑尺度很小,對(duì)碳纖維制品的任何剪切力都可以分解成不同方向碳纖維的拉伸力。
有了這個(gè)概念,那么進(jìn)行復(fù)合材料制品設(shè)計(jì)過(guò)程中,盡可能了解制品的受力情況,然后對(duì)制品的纖維排布方向進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化,盡可能的使作用于碳纖維復(fù)合材料外力分解成不同方向上碳纖維的拉伸力,因?yàn)槔鞆?qiáng)度高是碳纖維的優(yōu)勢(shì),以己之長(zhǎng)攻彼之短嘛。二維的編織布是制造碳纖維復(fù)合材料制品和預(yù)浸料的原料,也是進(jìn)行纖維排布方向優(yōu)化的基礎(chǔ)。那么對(duì)不同碳纖維布編制方向的了解將會(huì)有助于碳纖維復(fù)合材料制品的設(shè)計(jì)。
平紋編織的特點(diǎn)是經(jīng)紗和緯紗以一上一下的規(guī)律交織。也就是經(jīng)緯紗每隔一根紗就交錯(cuò)一次(如圖1、2),所以交織點(diǎn)多,使織物堅(jiān)牢、耐磨、硬挺、平整,但彈性較小,光澤一般,平紋織物密度不可能太高,較為輕薄,耐磨性較好,透氣性較好,布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態(tài),纖維彎曲點(diǎn)比較多,在受拉伸過(guò)程中伸長(zhǎng)率較高。同時(shí)由于相鄰兩根經(jīng)紗和相鄰兩根緯紗交織點(diǎn)位置由于纖維束的滑動(dòng)出現(xiàn)眼孔。平紋編織的變種形式也很多,比如12K經(jīng)紗與1K緯紗混合編織。由于經(jīng)線和緯線方向上纖維束的反射光不同,因此平紋編織纖維布可觀察到格子狀的外觀,類(lèi)似于國(guó)際象棋的棋盤(pán)。
斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路(如圖3、4),這個(gè)紋路方向上并不存在纖維束,而是由于纖維束經(jīng)緯向編織過(guò)程,經(jīng)向或緯向纖維束跳過(guò)兩束緯向或經(jīng)向纖維進(jìn)行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小,纖維束浮長(zhǎng)增大,同時(shí)相鄰兩個(gè)纖維束錯(cuò)開(kāi)一個(gè)編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點(diǎn)。這種斜紋外觀具有很強(qiáng)的立體感,用來(lái)做汽車(chē)改裝制品,比如面板、引擎蓋、排氣筒等。
緞紋編織具備單獨(dú)的、互不連續(xù)的經(jīng)交織點(diǎn)(或緯交織點(diǎn))在組織循環(huán)中有規(guī)律的均勻分布如圖(5、6),這樣的編織形式稱(chēng)為緞紋。它的特點(diǎn)是經(jīng)線(或緯線)浮線較長(zhǎng),交織點(diǎn)較少,它們雖形成斜線,但不是連續(xù)的,相互間隔距離有規(guī)律而均勻,此纖維布結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)為緞紋組織。緞紋纖維布經(jīng)紗和緯紗至少隔三根才交織一次,因此這種編織結(jié)構(gòu)使織物密度更高,因而纖維布更加厚實(shí)。這種緞紋纖維布表面平滑勻整,質(zhì)地柔軟,富有光澤或稍呈紋路。這類(lèi)纖維布強(qiáng)度低于平紋和斜紋。
這三種編織形態(tài)由于碳纖維束受到彎曲和其他纖維束的影響造成碳纖維布的強(qiáng)度有差異,而且表征碳纖維編織布強(qiáng)度會(huì)有拉伸力、撕扯力、頂破力、彎曲力等,這些也是隨著編織方式的不同各有差異??傮w來(lái)說(shuō)在碳纖維束排布方向上的拉伸強(qiáng)度與纖維強(qiáng)度和纖維摩擦力相關(guān)。而與纖維束不同的方向上的拉伸力則與纖維的編織形態(tài)關(guān)系較大了,一方面這一拉伸力可分為纖維平行方向和垂直方向上的力,平行方向的力要求纖維強(qiáng)度高,垂直方向上的力則與編織形態(tài)對(duì)纖維束的阻力有關(guān)了。
東華大學(xué)紡織學(xué)院在研究編織結(jié)構(gòu)對(duì)織物強(qiáng)度的影響則有平紋>斜紋>緞紋。而在撕扯強(qiáng)度方面則有緞紋>斜紋>平紋。不過(guò)單獨(dú)研究編制結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料的影響有一些片面,需要綜合基體材料及制品受力情況來(lái)考量。
本文說(shuō)論述碳纖維布的概念屬于狹義范疇,碳纖維布有編織類(lèi)的,就像我們今天將的平紋、斜紋、緞紋編織;類(lèi)的,像薄氈和無(wú)紡布;還有一種無(wú)緯布,就是整個(gè)纖維布的纖維排布在一個(gè)方向上,這在預(yù)浸料中很常見(jiàn),靠網(wǎng)胎和樹(shù)脂保持布狀形態(tài)。碳纖維布是我們?cè)O(shè)計(jì)復(fù)合材料的基礎(chǔ),根據(jù)受力情況優(yōu)化某一方向上纖維束的排布方向是關(guān)鍵,可設(shè)計(jì)性是復(fù)合材料得以存在的優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)復(fù)合材料制品企業(yè)在這一方面的研究應(yīng)該更深。
在工程應(yīng)用研究方面,重點(diǎn)研究碳纖維片材(碳纖維布/碳纖維板之總稱(chēng))。在90年代由國(guó)家課題支持開(kāi)展碳纖維片材在混凝土結(jié)構(gòu)(包括橋梁、隧道、水利設(shè)施和房建結(jié)構(gòu)),取得了應(yīng)用成果并得到廣泛推廣。2003年由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS146:2003),作為指導(dǎo)性文件提供了設(shè)計(jì)施工和質(zhì)量檢驗(yàn)依據(jù)。而碳纖維片材用于橋梁加固技術(shù)是目前應(yīng)用較為普遍的技術(shù)之一,其十幾年來(lái)的應(yīng)用為橋梁加固事業(yè)作出了歷史性的貢獻(xiàn)。
針對(duì)傳統(tǒng)橋梁加固改造工程中所存在不足,諸如:因采用的加固材料(如鋼板/纖維布)溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大,不能形成同步的溫縮變形狀態(tài),影響加固耐久性;采用鋼材加固增加防銹處理等后期維護(hù)投人;以及采取增大截面法,結(jié)構(gòu)面會(huì)留下不和諧修補(bǔ)“傷疤” 影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評(píng)價(jià)等問(wèn)題,碳纖維筋橋梁加固是一項(xiàng)新的應(yīng)用外粘高性能碳纖維復(fù)合材料增強(qiáng)結(jié)構(gòu)技術(shù),主要形式包括“嵌人植筋加強(qiáng)法" 和“體外配筋擴(kuò)大截面增強(qiáng)法"。碳纖維筋與高強(qiáng)聚合物砂漿的聯(lián)合使用充分利用了纖維棒筋的抗拉伸強(qiáng)度、聚合物砂漿的快凝強(qiáng)度和砂漿與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫縮模量的近似特性,既可提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力,也可充分利用新材料環(huán)境特征,達(dá)到維修、加固、利用與修舊翻新的綜合作用。
2.碳纖維復(fù)合筋的性能
碳纖維復(fù)合筋為棒型材料,主要成分為由碳纖維,通過(guò)特殊技術(shù)處理與樹(shù)脂高溫固化而成。碳纖維分子結(jié)構(gòu)界于石墨和金剛石之間,含碳體積分?jǐn)?shù)在0.9以上。碳纖維根據(jù)原絲類(lèi)型可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基和粘膠基3種,由原絲纖維加熱至高溫后除雜獲得。根據(jù)碳纖維原絲類(lèi)型可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基和粘膠基3 種。目前,PAN碳纖維按力學(xué)性能又分為高模量超高模量、高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度4種;按用途可分為宇航級(jí)小絲束碳纖維和工業(yè)級(jí)大絲束碳纖維,其中小絲束以1K、3K、6K、12K和24K(1 K為1 000根長(zhǎng)絲單位重量),大絲束為48K以上。
2.1碳纖維的優(yōu)勢(shì)
碳纖維具有較強(qiáng)的防水和防滲漏的特點(diǎn),具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性,阻燃性和良好的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,因此也在建筑工程和其他領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。據(jù)投資顧問(wèn)行業(yè)研究中心相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長(zhǎng)。由此可見(jiàn),碳纖維的使用將越來(lái)越廣泛。
2.2碳纖維復(fù)合筋的特性
碳纖維復(fù)合筋的主要技術(shù)指標(biāo)及其與鋼筋對(duì)比如下表:
表1 碳纖維復(fù)合筋的技術(shù)指標(biāo)及其與鋼筋的對(duì)比表
名稱(chēng)
碳纖維復(fù)合筋
鋼筋
密度(g/cm3)
1.5
7.9
抗拉強(qiáng)度(MPa)
≥1800
≥500
彈性模量(GPa)
≥140
≥200
線膨脹系數(shù)10-6/℃
0.6
12
從表格中可以看出,碳纖維復(fù)合筋的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋,同樣體積的材料,重量上碳纖維復(fù)合筋的優(yōu)勢(shì)很大;碳纖維復(fù)合筋抗拉強(qiáng)度也大于鋼筋,其熱膨脹系數(shù)較低,就說(shuō)明在相同的溫度下,膨脹的程度會(huì)低很多。
碳纖維復(fù)合筋的主要性能:(1)質(zhì)量輕(相當(dāng)于鋼密度的1/5);(2)強(qiáng)度高(抗拉強(qiáng)度是鋼筋的4到5倍);(3)密度?。?.5g/cm3);(4)彈性模量高(彈性回復(fù)100%);(5)熱膨脹系數(shù)小,耐高溫和低溫性好;(6)耐酸性好,對(duì)酸呈惰性,耐濃酸侵蝕;(7)與砂漿附著力強(qiáng)。
3. 聚合物砂漿特點(diǎn)
聚合物砂漿是由水泥、速凝添加劑、粉末狀聚合物、碎石與水等混合拌制而成,其粘結(jié)強(qiáng)度高,熱膨脹系數(shù)與混凝土類(lèi)似。
聚合物砂漿的主要特點(diǎn):(1 )黏附性好,與原結(jié)構(gòu)舊混凝土表面黏附良好,使纖維筋與原結(jié)構(gòu)共同受力;(2)穩(wěn)定性好,能有效抑制有害物質(zhì)的滲透和擴(kuò)散;(3)和易性好,利用快捷、速凝的功能特點(diǎn),修繕結(jié)構(gòu)腐蝕表面,達(dá)到修舊如新。聚合物砂漿可以維修各種老化受損的混凝土表面。
4. 國(guó)內(nèi)橋梁加固現(xiàn)狀
橋梁作為公路交通的關(guān)鍵設(shè)施,具有跨越深谷、承受運(yùn)載、通航泄洪、保證安全、連接路網(wǎng)的重要功能。目前,我國(guó)各級(jí)公路上營(yíng)運(yùn)的橋梁總數(shù)達(dá) 60余萬(wàn)座。
按橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大中小類(lèi)型的橋梁平均使用壽命測(cè)算,橋梁平均設(shè)計(jì)使用壽命在50年左右。全國(guó)年均需要改造翻新的橋梁約有10 000 余座,合計(jì)約60余萬(wàn)延米。以二級(jí)路為例,每年國(guó)家需要投人的橋梁改造費(fèi)用上百億幣,這是一筆巨大的投資。根據(jù)近10年危橋改造的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)有重交通組成作用下的橋梁使用壽命平均在33年之內(nèi),部分路段橋梁的使用壽命甚至更短。如何更有效的延長(zhǎng)橋梁的使用壽命、如何更有效的提高危險(xiǎn)橋梁的改造利用技術(shù)、如何將加固后的橋梁變得更持久,是當(dāng)前橋梁管理中面臨且急需解決的問(wèn)題。
面對(duì)當(dāng)前大規(guī)模的橋梁改造任務(wù),各級(jí)橋梁管理部門(mén)都十分重視其處理效果,近年來(lái)積極研究和尋求有效的維修加固新技術(shù),但這并不是一件容易的事情,目前在橋梁加固改造中常采用的技術(shù)還是十幾年前的研究成果,主要方法如:“鋼板加固法”、“擴(kuò)大截面加固法”、“體外(內(nèi))預(yù)應(yīng)力加固法”、“碳纖維布加固法”等,這些材料技術(shù)為輕交通狀態(tài)下的橋梁加固做出過(guò)貢獻(xiàn)。隨著近幾年重交通的發(fā)展和擴(kuò)散,現(xiàn)有橋梁的加固材料和工藝技術(shù)在適應(yīng)性方面面臨巨大挑戰(zhàn)。一方面是目前所使用的加固材料(如鋼板/纖維布)其溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大,造成加固后的補(bǔ)強(qiáng)材料與原結(jié)構(gòu)的溫縮變形差異化,形成不同步的溫縮變形狀態(tài),影響加固耐久;另一方面當(dāng)前加固中為提高結(jié)構(gòu)受力的高強(qiáng)材料仍然采用鋼材,因鋼材有防銹處理的要求,這樣就增大了后期的維護(hù)投人,在結(jié)構(gòu)層面上需要增設(shè)3 cm以上厚度的防銹保護(hù),造成自重增加,影響使用效果;此外,在增大截面法中,因材料強(qiáng)度因素,需要增厚自重增加,影響結(jié)構(gòu)受力和加固效果?,F(xiàn)有加固材料和工藝中即便是解決了受力要求,但施工后的結(jié)構(gòu)面會(huì)留下不和諧修補(bǔ)“傷疤”,影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評(píng)價(jià)。
由此可見(jiàn),研究和選擇一種高強(qiáng)、防腐蝕、經(jīng)濟(jì)、施工方便,且與鋼筋混凝土材料溫縮模量相一致的維修加固材料,達(dá)到理想的加固改造,且能提高橋梁的承載能力是十分迫切和必要的工作。
首先原構(gòu)件混凝土表面去除表面浮漿、油污等雜質(zhì),并對(duì)混凝土構(gòu)件加固部位進(jìn)行鑿毛處理。對(duì)加固表面缺損的坑洼部位采用高強(qiáng)聚合物砂漿預(yù)先修補(bǔ),待混凝土表面干燥后涂抹界面劑。隨后安裝錨具及碳纖維復(fù)合筋,利用錨具固定碳纖維復(fù)合筋,碳纖維復(fù)合筋應(yīng)緊貼加固面,壓條及螺栓均應(yīng)采用不銹材料;安裝完后,噴涂高強(qiáng)聚合物砂漿,砂漿厚度不小于20MM,施工溫度應(yīng)在10℃-35℃,后對(duì)表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù).
碳纖維布是一種優(yōu)質(zhì)的建筑加固材料,相對(duì)于常規(guī)加固方法,不僅強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、對(duì)原結(jié)構(gòu)空間占用小,同時(shí)質(zhì)軟能像布料一樣適用于復(fù)雜多變的建筑表面。碳纖維布加固技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,如今已經(jīng)名副其實(shí)的成為加固行業(yè)中,采用多的加固方法之一。
碳纖維布在混凝土結(jié)構(gòu)中,主要對(duì)受彎構(gòu)件起到加強(qiáng)承載力的作用,就好比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受拉區(qū)布置的鋼筋一樣。滿(mǎn)足安全性鑒定的碳纖維布具有高達(dá)3400MPa的強(qiáng)度,然而在實(shí)際的設(shè)計(jì)施工中,考慮到二次受力等因素的影響,會(huì)出現(xiàn)僅采用一層碳纖維布無(wú)法達(dá)到強(qiáng)度要求的情況,這時(shí)就需要采取多層碳纖維布進(jìn)行加固處理。
多層碳纖維布加固中應(yīng)用廣的是雙層碳纖維布加固。相對(duì)于單層纖維布的粘貼,雙層碳纖維布的施工工藝要復(fù)雜一些。雙層碳纖維布粘貼時(shí),應(yīng)在層碳布浸漬膠達(dá)到指干狀態(tài)前立即粘貼下一層,若延誤時(shí)間超過(guò)1小時(shí),則應(yīng)等待12小時(shí)后重新在層碳布上涂抹膠體進(jìn)行施工,同時(shí)在粘貼前需要注意將灰塵等對(duì)粘貼效果有影響的雜質(zhì)進(jìn)行清除。
雙層碳纖維布不僅在施工上有嚴(yán)格的要求,在構(gòu)造措施中同樣也要格外的注意。首先,碳布端部的U型箍在雙層碳纖維布中有很重要的作用,混凝土梁受彎產(chǎn)生變形,梁和纖維布要求變形協(xié)調(diào),因而在混凝土梁底與膠、膠與碳纖維布間會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力,容易發(fā)生端部的剝離破壞,尤其是對(duì)于多層碳布來(lái)說(shuō)。而端部采用U型箍,會(huì)對(duì)碳布起到約束作用,減少了剝離的可能性。
另外,為了保證雙層碳布端部的錨固能力,對(duì)碳纖維布進(jìn)行分層截?cái)嗍歉雍侠淼募庸谭椒?。在雙層碳布的加固中,有兩種分層截?cái)嗟拇胧┛蛇x,分別是外短內(nèi)長(zhǎng)與內(nèi)短外長(zhǎng),二者之間的效果好壞可從以下幾方面判斷:
傳力路徑
外短內(nèi)長(zhǎng)型中b端碳纖維受力需要通過(guò)第二層膠、層布以及層膠才能傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)中,傳力路徑較長(zhǎng),整體性稍差。
可靠程度
外短內(nèi)長(zhǎng)的形式b端碳纖維布與混凝土基材存在二次粘貼,錨固失效概率比較高,錨固效果可靠程度偏低。
剝離破壞
單獨(dú)的對(duì)于b端錨固效果來(lái)說(shuō),內(nèi)短外長(zhǎng)的構(gòu)造形式將b端頭包裹在其中,對(duì)b端頭起到了約束的作用,也就提高了b端頭的抗剝離能力。
由此可見(jiàn),兩種構(gòu)造中內(nèi)短外長(zhǎng)加U型箍的錨固、加固效果要明顯優(yōu)異于外短內(nèi)長(zhǎng)型。因此,在規(guī)范GB 50367-2013中,也明確的推薦內(nèi)短外長(zhǎng)型的構(gòu)造措施。
還有一點(diǎn),在雙層碳纖維布中也起到了至關(guān)重要的作用。雙層碳纖維布之間、碳纖維布與混凝土基材之間,都是靠膠體進(jìn)行粘接傳力,相對(duì)于單層碳纖維布,雙層碳纖維布由于承受更高的拉應(yīng)力,因此需要更高性能的膠體,來(lái)保證整體共同受力??ū窘n膠,通過(guò)安全性鑒定,無(wú)疑問(wèn)是雙層碳纖維布施工中的有力支持。
碳纖維布加固時(shí)要遵循哪些施工規(guī)范?
碳纖維布是一種常用的加固材料,現(xiàn)在在很多的加固工程中都會(huì)使用到該種加固材料,和其他的材料相比,碳纖維布具有諸多優(yōu)勢(shì),這也是為什么這么多的客戶(hù)會(huì)優(yōu)先選用該種加固材料的原因之一,在使用碳纖維布加固存在質(zhì)量問(wèn)題的建筑物時(shí),需要遵守較多的施工規(guī)范,具體需要遵守哪些施工規(guī)范呢?下面的時(shí)間小編就來(lái)為大家進(jìn)行系統(tǒng)的介紹。
一、對(duì)建筑物現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的勘探
不管建筑物存在的質(zhì)量問(wèn)題嚴(yán)重與否,為了能夠更好的對(duì)其進(jìn)行加固施工,都要事先對(duì)建筑物的現(xiàn)場(chǎng)有全面的了解,對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的勘探,方能更為準(zhǔn)確的知曉建筑物所存在的實(shí)際問(wèn)題,也便于制定為適宜的加固方案。
二、制定適宜的加固方案
有些施工單位可能每年都會(huì)承接無(wú)數(shù)的碳纖維布加固工程,其實(shí),雖然很多建筑物存在的問(wèn)題基本一樣,但是對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加固時(shí),依然要根據(jù)建筑物所具體存在的實(shí)際問(wèn)題制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募庸谭桨?,按照施工方案進(jìn)行施工,在施工的過(guò)程中,也可能會(huì)遇到較多的突發(fā)性問(wèn)題,對(duì)于這些常見(jiàn)問(wèn)題,也需要關(guān)注到位。
三、嚴(yán)謹(jǐn)按照加固規(guī)范施工
使用不同的加固材料和加固方法對(duì)建筑物進(jìn)行加固施工,所需要遵循的加固規(guī)范也是不同的,不管采用哪一種加固方法加固建筑物,都需要嚴(yán)格按照加固規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行施工,方能確保終的加固質(zhì)量達(dá)標(biāo)。
四、確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)
對(duì)于客戶(hù)和施工單位而言,確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)都是必須的,雖然現(xiàn)在很多施工單位在使用碳纖維布加固存在質(zhì)量問(wèn)題的建筑物時(shí),都掌握著較多的施工技巧,不過(guò)在實(shí)際施工的過(guò)程中,依舊是需要注意到位的。
五、保證施工環(huán)節(jié)的安全施工
在施工現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),對(duì)于施工環(huán)節(jié)的安全施工是務(wù)必要注意到位的,雖然和其他的加固方法相比,碳纖維加固法施工簡(jiǎn)單,施工難度較低,能夠取得較為優(yōu)勝的加固效果,不過(guò),施工單位也讓要注意到施工現(xiàn)場(chǎng)的施工安全,包括,人工安全,材料安全,施工質(zhì)量安全三個(gè)方面。
六、確保各個(gè)階段的施工任務(wù)能夠如預(yù)期的進(jìn)度一致
有些施工單位雖然在市場(chǎng)上的口碑和客戶(hù)評(píng)價(jià)都較高,但是有時(shí)卻會(huì)因?yàn)槎喾N突況而無(wú)法按時(shí)完工,對(duì)于施工單位而言,務(wù)必要做好對(duì)施工任務(wù)的合理分配,確保每個(gè)階段的任務(wù)都能夠按時(shí)完工,保證整體加固工程能夠按時(shí)交接。
看了小編上述所介紹的關(guān)于碳纖維布加固時(shí)所要遵守的一些加固規(guī)范,相信大家現(xiàn)在對(duì)其也有了更多的了解了,其實(shí)在對(duì)建筑物進(jìn)行加固時(shí),不管使用哪一種加固方案,都要嚴(yán)格遵守加固規(guī)范的,不然很難保證終的加固質(zhì)量。
在認(rèn)識(shí)碳纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料制品時(shí),很多人看到具有碳纖維紋路的制品感覺(jué)就是酷,具有時(shí)尚科技感。今天我們就來(lái)探討不同碳纖維紋路來(lái)做碳纖維復(fù)合材料制品有什么不一樣。
碳纖維在復(fù)合材料中起到承載載荷的作用,外界作用于CFRP復(fù)合材料上的力都會(huì)經(jīng)塑料傳遞給碳纖維,所以對(duì)CFRP復(fù)合材料的破壞首先要破壞碳纖維。
那么對(duì)碳纖維的破壞基本可分兩種,一種是平行于碳纖維方向的拉伸力,這個(gè)力會(huì)將碳纖維拉斷,所以要求碳纖維具備較高的拉伸強(qiáng)度;另一種是剪切力,這個(gè)力垂直于碳纖維方向,要求碳纖維具備較高的抗剪切強(qiáng)度??上г谒刑祭w維供應(yīng)商產(chǎn)品性能參數(shù)一欄里都沒(méi)有出現(xiàn)碳纖維剪切強(qiáng)度的表述。這是因?yàn)槭紫忍祭w維剪切強(qiáng)度很小,另一方面碳纖維本身屬于一維材料,在直徑尺度很小,對(duì)碳纖維制品的任何剪切力都可以分解成不同方向碳纖維的拉伸力。
有了這個(gè)概念,那么進(jìn)行復(fù)合材料制品設(shè)計(jì)過(guò)程中,盡可能了解制品的受力情況,然后對(duì)制品的纖維排布方向進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化,盡可能的使作用于碳纖維復(fù)合材料外力分解成不同方向上碳纖維的拉伸力,因?yàn)槔鞆?qiáng)度高是碳纖維的優(yōu)勢(shì),以己之長(zhǎng)攻彼之短嘛。二維的編織布是制造碳纖維復(fù)合材料制品和預(yù)浸料的原料,也是進(jìn)行纖維排布方向優(yōu)化的基礎(chǔ)。那么對(duì)不同碳纖維布編制方向的了解將會(huì)有助于碳纖維復(fù)合材料制品的設(shè)計(jì)。
平紋編織的特點(diǎn)是經(jīng)紗和緯紗以一上一下的規(guī)律交織。也就是經(jīng)緯紗每隔一根紗就交錯(cuò)一次(如圖1、2),所以交織點(diǎn)多,使織物堅(jiān)牢、耐磨、硬挺、平整,但彈性較小,光澤一般,平紋織物密度不可能太高,較為輕薄,耐磨性較好,透氣性較好,布面均勻且正反面相同。這種碳纖維布的纖維束由于一直處于上下起伏的狀態(tài),纖維彎曲點(diǎn)比較多,在受拉伸過(guò)程中伸長(zhǎng)率較高。同時(shí)由于相鄰兩根經(jīng)紗和相鄰兩根緯紗交織點(diǎn)位置由于纖維束的滑動(dòng)出現(xiàn)眼孔。平紋編織的變種形式也很多,比如12K經(jīng)紗與1K緯紗混合編織。由于經(jīng)線和緯線方向上纖維束的反射光不同,因此平紋編織纖維布可觀察到格子狀的外觀,類(lèi)似于國(guó)際象棋的棋盤(pán)。
斜紋編織纖維布具有與纖維束排布方向有一定夾角的斜向紋路(如圖3、4),這個(gè)紋路方向上并不存在纖維束,而是由于纖維束經(jīng)緯向編織過(guò)程,經(jīng)向或緯向纖維束跳過(guò)兩束緯向或經(jīng)向纖維進(jìn)行編織。也就是纖維束一上一下的編織頻率減小,纖維束浮長(zhǎng)增大,同時(shí)相鄰兩個(gè)纖維束錯(cuò)開(kāi)一個(gè)編織位。這樣就造成了斜紋編織布的斜向紋路特點(diǎn)。這種斜紋外觀具有很強(qiáng)的立體感,用來(lái)做汽車(chē)改裝制品,比如面板、引擎蓋、排氣筒等。
緞紋編織具備單獨(dú)的、互不連續(xù)的經(jīng)交織點(diǎn)(或緯交織點(diǎn))在組織循環(huán)中有規(guī)律的均勻分布如圖(5、6),這樣的編織形式稱(chēng)為緞紋。它的特點(diǎn)是經(jīng)線(或緯線)浮線較長(zhǎng),交織點(diǎn)較少,它們雖形成斜線,但不是連續(xù)的,相互間隔距離有規(guī)律而均勻,此纖維布結(jié)構(gòu)形式稱(chēng)為緞紋組織。緞紋纖維布經(jīng)紗和緯紗至少隔三根才交織一次,因此這種編織結(jié)構(gòu)使織物密度更高,因而纖維布更加厚實(shí)。這種緞紋纖維布表面平滑勻整,質(zhì)地柔軟,富有光澤或稍呈紋路。這類(lèi)纖維布強(qiáng)度低于平紋和斜紋。
這三種編織形態(tài)由于碳纖維束受到彎曲和其他纖維束的影響造成碳纖維布的強(qiáng)度有差異,而且表征碳纖維編織布強(qiáng)度會(huì)有拉伸力、撕扯力、頂破力、彎曲力等,這些也是隨著編織方式的不同各有差異??傮w來(lái)說(shuō)在碳纖維束排布方向上的拉伸強(qiáng)度與纖維強(qiáng)度和纖維摩擦力相關(guān)。而與纖維束不同的方向上的拉伸力則與纖維的編織形態(tài)關(guān)系較大了,一方面這一拉伸力可分為纖維平行方向和垂直方向上的力,平行方向的力要求纖維強(qiáng)度高,垂直方向上的力則與編織形態(tài)對(duì)纖維束的阻力有關(guān)了。
東華大學(xué)紡織學(xué)院在研究編織結(jié)構(gòu)對(duì)織物強(qiáng)度的影響則有平紋>斜紋>緞紋。而在撕扯強(qiáng)度方面則有緞紋>斜紋>平紋。不過(guò)單獨(dú)研究編制結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料的影響有一些片面,需要綜合基體材料及制品受力情況來(lái)考量。
本文說(shuō)論述碳纖維布的概念屬于狹義范疇,碳纖維布有編織類(lèi)的,就像我們今天將的平紋、斜紋、緞紋編織;類(lèi)的,像薄氈和無(wú)紡布;還有一種無(wú)緯布,就是整個(gè)纖維布的纖維排布在一個(gè)方向上,這在預(yù)浸料中很常見(jiàn),靠網(wǎng)胎和樹(shù)脂保持布狀形態(tài)。碳纖維布是我們?cè)O(shè)計(jì)復(fù)合材料的基礎(chǔ),根據(jù)受力情況優(yōu)化某一方向上纖維束的排布方向是關(guān)鍵,可設(shè)計(jì)性是復(fù)合材料得以存在的優(yōu)勢(shì),國(guó)內(nèi)復(fù)合材料制品企業(yè)在這一方面的研究應(yīng)該更深。
在工程應(yīng)用研究方面,重點(diǎn)研究碳纖維片材(碳纖維布/碳纖維板之總稱(chēng))。在90年代由國(guó)家課題支持開(kāi)展碳纖維片材在混凝土結(jié)構(gòu)(包括橋梁、隧道、水利設(shè)施和房建結(jié)構(gòu)),取得了應(yīng)用成果并得到廣泛推廣。2003年由中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布了《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS146:2003),作為指導(dǎo)性文件提供了設(shè)計(jì)施工和質(zhì)量檢驗(yàn)依據(jù)。而碳纖維片材用于橋梁加固技術(shù)是目前應(yīng)用較為普遍的技術(shù)之一,其十幾年來(lái)的應(yīng)用為橋梁加固事業(yè)作出了歷史性的貢獻(xiàn)。
針對(duì)傳統(tǒng)橋梁加固改造工程中所存在不足,諸如:因采用的加固材料(如鋼板/纖維布)溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大,不能形成同步的溫縮變形狀態(tài),影響加固耐久性;采用鋼材加固增加防銹處理等后期維護(hù)投人;以及采取增大截面法,結(jié)構(gòu)面會(huì)留下不和諧修補(bǔ)“傷疤” 影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評(píng)價(jià)等問(wèn)題,碳纖維筋橋梁加固是一項(xiàng)新的應(yīng)用外粘高性能碳纖維復(fù)合材料增強(qiáng)結(jié)構(gòu)技術(shù),主要形式包括“嵌人植筋加強(qiáng)法" 和“體外配筋擴(kuò)大截面增強(qiáng)法"。碳纖維筋與高強(qiáng)聚合物砂漿的聯(lián)合使用充分利用了纖維棒筋的抗拉伸強(qiáng)度、聚合物砂漿的快凝強(qiáng)度和砂漿與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的溫縮模量的近似特性,既可提升鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力,也可充分利用新材料環(huán)境特征,達(dá)到維修、加固、利用與修舊翻新的綜合作用。
2.碳纖維復(fù)合筋的性能
碳纖維復(fù)合筋為棒型材料,主要成分為由碳纖維,通過(guò)特殊技術(shù)處理與樹(shù)脂高溫固化而成。碳纖維分子結(jié)構(gòu)界于石墨和金剛石之間,含碳體積分?jǐn)?shù)在0.9以上。碳纖維根據(jù)原絲類(lèi)型可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基和粘膠基3種,由原絲纖維加熱至高溫后除雜獲得。根據(jù)碳纖維原絲類(lèi)型可分為聚丙烯腈(PAN)基、瀝青基和粘膠基3 種。目前,PAN碳纖維按力學(xué)性能又分為高模量超高模量、高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度4種;按用途可分為宇航級(jí)小絲束碳纖維和工業(yè)級(jí)大絲束碳纖維,其中小絲束以1K、3K、6K、12K和24K(1 K為1 000根長(zhǎng)絲單位重量),大絲束為48K以上。
2.1碳纖維的優(yōu)勢(shì)
碳纖維具有較強(qiáng)的防水和防滲漏的特點(diǎn),具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性,阻燃性和良好的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性,因此也在建筑工程和其他領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。據(jù)投資顧問(wèn)行業(yè)研究中心相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長(zhǎng)。由此可見(jiàn),碳纖維的使用將越來(lái)越廣泛。
2.2碳纖維復(fù)合筋的特性
碳纖維復(fù)合筋的主要技術(shù)指標(biāo)及其與鋼筋對(duì)比如下表:
表1 碳纖維復(fù)合筋的技術(shù)指標(biāo)及其與鋼筋的對(duì)比表
名稱(chēng)
碳纖維復(fù)合筋
鋼筋
密度(g/cm3)
1.5
7.9
抗拉強(qiáng)度(MPa)
≥1800
≥500
彈性模量(GPa)
≥140
≥200
線膨脹系數(shù)10-6/℃
0.6
12
從表格中可以看出,碳纖維復(fù)合筋的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于鋼筋,同樣體積的材料,重量上碳纖維復(fù)合筋的優(yōu)勢(shì)很大;碳纖維復(fù)合筋抗拉強(qiáng)度也大于鋼筋,其熱膨脹系數(shù)較低,就說(shuō)明在相同的溫度下,膨脹的程度會(huì)低很多。
碳纖維復(fù)合筋的主要性能:(1)質(zhì)量輕(相當(dāng)于鋼密度的1/5);(2)強(qiáng)度高(抗拉強(qiáng)度是鋼筋的4到5倍);(3)密度?。?.5g/cm3);(4)彈性模量高(彈性回復(fù)100%);(5)熱膨脹系數(shù)小,耐高溫和低溫性好;(6)耐酸性好,對(duì)酸呈惰性,耐濃酸侵蝕;(7)與砂漿附著力強(qiáng)。
3. 聚合物砂漿特點(diǎn)
聚合物砂漿是由水泥、速凝添加劑、粉末狀聚合物、碎石與水等混合拌制而成,其粘結(jié)強(qiáng)度高,熱膨脹系數(shù)與混凝土類(lèi)似。
聚合物砂漿的主要特點(diǎn):(1 )黏附性好,與原結(jié)構(gòu)舊混凝土表面黏附良好,使纖維筋與原結(jié)構(gòu)共同受力;(2)穩(wěn)定性好,能有效抑制有害物質(zhì)的滲透和擴(kuò)散;(3)和易性好,利用快捷、速凝的功能特點(diǎn),修繕結(jié)構(gòu)腐蝕表面,達(dá)到修舊如新。聚合物砂漿可以維修各種老化受損的混凝土表面。
4. 國(guó)內(nèi)橋梁加固現(xiàn)狀
橋梁作為公路交通的關(guān)鍵設(shè)施,具有跨越深谷、承受運(yùn)載、通航泄洪、保證安全、連接路網(wǎng)的重要功能。目前,我國(guó)各級(jí)公路上營(yíng)運(yùn)的橋梁總數(shù)達(dá) 60余萬(wàn)座。
按橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大中小類(lèi)型的橋梁平均使用壽命測(cè)算,橋梁平均設(shè)計(jì)使用壽命在50年左右。全國(guó)年均需要改造翻新的橋梁約有10 000 余座,合計(jì)約60余萬(wàn)延米。以二級(jí)路為例,每年國(guó)家需要投人的橋梁改造費(fèi)用上百億幣,這是一筆巨大的投資。根據(jù)近10年危橋改造的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,現(xiàn)有重交通組成作用下的橋梁使用壽命平均在33年之內(nèi),部分路段橋梁的使用壽命甚至更短。如何更有效的延長(zhǎng)橋梁的使用壽命、如何更有效的提高危險(xiǎn)橋梁的改造利用技術(shù)、如何將加固后的橋梁變得更持久,是當(dāng)前橋梁管理中面臨且急需解決的問(wèn)題。
面對(duì)當(dāng)前大規(guī)模的橋梁改造任務(wù),各級(jí)橋梁管理部門(mén)都十分重視其處理效果,近年來(lái)積極研究和尋求有效的維修加固新技術(shù),但這并不是一件容易的事情,目前在橋梁加固改造中常采用的技術(shù)還是十幾年前的研究成果,主要方法如:“鋼板加固法”、“擴(kuò)大截面加固法”、“體外(內(nèi))預(yù)應(yīng)力加固法”、“碳纖維布加固法”等,這些材料技術(shù)為輕交通狀態(tài)下的橋梁加固做出過(guò)貢獻(xiàn)。隨著近幾年重交通的發(fā)展和擴(kuò)散,現(xiàn)有橋梁的加固材料和工藝技術(shù)在適應(yīng)性方面面臨巨大挑戰(zhàn)。一方面是目前所使用的加固材料(如鋼板/纖維布)其溫縮模量與混凝土鋼筋混凝土材料的溫縮模量差異較大,造成加固后的補(bǔ)強(qiáng)材料與原結(jié)構(gòu)的溫縮變形差異化,形成不同步的溫縮變形狀態(tài),影響加固耐久;另一方面當(dāng)前加固中為提高結(jié)構(gòu)受力的高強(qiáng)材料仍然采用鋼材,因鋼材有防銹處理的要求,這樣就增大了后期的維護(hù)投人,在結(jié)構(gòu)層面上需要增設(shè)3 cm以上厚度的防銹保護(hù),造成自重增加,影響使用效果;此外,在增大截面法中,因材料強(qiáng)度因素,需要增厚自重增加,影響結(jié)構(gòu)受力和加固效果?,F(xiàn)有加固材料和工藝中即便是解決了受力要求,但施工后的結(jié)構(gòu)面會(huì)留下不和諧修補(bǔ)“傷疤”,影響結(jié)構(gòu)外觀和技術(shù)狀況評(píng)價(jià)。
由此可見(jiàn),研究和選擇一種高強(qiáng)、防腐蝕、經(jīng)濟(jì)、施工方便,且與鋼筋混凝土材料溫縮模量相一致的維修加固材料,達(dá)到理想的加固改造,且能提高橋梁的承載能力是十分迫切和必要的工作。
首先原構(gòu)件混凝土表面去除表面浮漿、油污等雜質(zhì),并對(duì)混凝土構(gòu)件加固部位進(jìn)行鑿毛處理。對(duì)加固表面缺損的坑洼部位采用高強(qiáng)聚合物砂漿預(yù)先修補(bǔ),待混凝土表面干燥后涂抹界面劑。隨后安裝錨具及碳纖維復(fù)合筋,利用錨具固定碳纖維復(fù)合筋,碳纖維復(fù)合筋應(yīng)緊貼加固面,壓條及螺栓均應(yīng)采用不銹材料;安裝完后,噴涂高強(qiáng)聚合物砂漿,砂漿厚度不小于20MM,施工溫度應(yīng)在10℃-35℃,后對(duì)表面進(jìn)行養(yǎng)護(hù).
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