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發布時間：2020-11-04 08:12
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碳纖維布加固怎么樣？
隨著建筑老齡化及土地資源日益稀少，建筑結構加固行業也越發引起人們的關注。目前碳纖維布加固在建筑加固工程中已被廣泛應用，碳纖維布加固是一種較為新型的加固方法，即應用環氧樹脂粘結碳纖維布沿一定方向粘貼在需加固補強的結構構件上，使其結合并共同受力以達到提高被加固結構構件的強度、剛度、抗裂性和延伸性等。在做拉拔時由于需要實驗人員到現場進行試驗，需要施工單位提前與實驗室人員定好時間，并且在試驗期間，需要監理在旁邊進行見證。但也有不少人疑薄薄一層的碳纖維布，加固真的能達到預期的效果嗎？
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首先了解下應用碳纖維布加固與傳統的混凝土結構加固技術相比有哪些優勢？
1.碳纖維布的自重僅為200～300克／平方米，設計厚度為0.111—0.167mm，加上環氧樹脂系列的粘結材料的自重也很輕，所以應用碳纖維布加固基本不增加建筑結構自重及截面尺寸，加固后對建筑負荷及凈空的影響是的，同時也不會影響到建筑原結構的外觀。在使用碳纖維膠時主要需要注意以下幾個方面：1、為了給碳纖維膠的風化創造條件，碳纖維膠的施工環境要求通風、干燥，作業的粘貼面潔凈、不能出現油污。
2.碳纖維材料具有優異的物理力學性能，如柔和性好，能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪等加固；答：按照《混凝土結構設計規范》，在截面和受壓鋼筋一定的情況下，隨著增加受拉鋼筋，構件受壓區高度不斷增加，但不允許超過ξbh0（ξb：所相對界限受壓區高度）。抗拉強度高，是普通鋼材的4-8倍，極適合于鋼筋混凝土結構的加固補強；同時具有抗高溫、抗磨蝕、抗震、耐化學藥品性，耐熱，耐低溫等性能，這就意味著建筑結構的耐腐蝕性及耐久性大大提高。
3、碳纖維布加固的施工簡便、已操作，不需大型施工機構及周轉材料等，在一定程度上縮短了加固施工工期。
碳纖維布加固在實際工程是如何應用的？碳纖維布加固在混凝土結構受彎構件的受彎加固、受剪加固和抗震加固等應用多，廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的加固補強。
構件受彎加固時，應用碳纖維加固時應使碳纖維的纖維方向與受拉區的拉應力方向一致；構件受剪加固時，應用碳纖維布加固時應使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應力方向一致。但實際加固施工中為了方便施工，一般采用纖維方向與構件縱軸垂直的方法進行加固處理。相較于其他的加固方式，利用環氧樹脂玄武巖纖維板加固有顯而易見的優勢，并作為一種新興技術，得到愈來愈多的青睞與肯定。
構件抗震加固時，應用碳纖維布加固應使碳纖維布封閉纏繞在柱上，這樣可以較好地提高其構件的抗震性能，也可使碳纖維沿構件軸向粘貼用于受拉構件的加固、沿環向粘貼用于軸心受壓構件的加固，在受彎加固時，也可采用對碳纖維施加預應力的方法以提高加固效果。市場上碳纖維布種類眾多，品質良莠不齊，怎么判斷碳纖維布品質的優劣呢。除此之外，碳纖維應用與剪力墻、筒倉、煙囪等特種結構的加固，也是具有顯著的加固效果。
預應力加固技術與碳纖維復合材料的性能與介紹
預應力加固結構的技術是自20世紀末開始研究的一項新型補強技術，在傳統粘貼加固技術上取得了重大突破，它能充分利用碳纖維復合材料的高抗拉強度，避免碳纖維過早剝離的現象，有效地提高結構的強度與剛度，達到減小結構原有裂縫寬度和限制裂縫的形成與發展的效果，顯著提高結構的工作性能。5、養護粘貼碳纖維片后，需自然養護24h達到初期固化，并保證固化期間不受干擾。其原理與粘貼鋼板加固相似，均是在結構的受拉側粘貼抗拉材料，以起到與結構共同受力，增強配筋的作用。
預應力加固法是采用外加預應力鋼拉桿或型鋼撐桿對結構構件或整體進行加固的方法，特點是通過預應力手段強迫后加部分一拉桿或撐桿受力，改變原結構內力分布并降低原結構應力水平，致使一般加固結構中所特有的應力應變滯后現象得以完全消除，因此后加部分與原結構能較好地共同工作，結構的總體承載能力可顯著提高。2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區混凝土被壓壞，碳纖維未達到極限應變。
1、預應力加固碳纖維復合材料
預應力碳纖維板彈性模量低而拉伸強度高，充分發揮需要1.5%以上的拉伸變形，而通常構件的變形限制所允許的表面應變遠遠小于這一變形，當加固鋼筋混凝土結構時這一缺陷更加明顯，鋼筋的屈服變形僅為0.18%，即使在不考慮鋼筋初始變形的條件下鋼筋屈服時碳纖維所發揮的強度也不到12%，因此采用傳統粘貼方式進行碳纖維加固時，碳纖維的高強度性能僅能被利用到很少的一部分，大部分的材料強度在結構的正常使用極限狀態內都無法正常發揮，預應力加固技術可使碳纖維板在承擔結構傳遞的荷載應力之前就已經處于較高的應力水平，預先發揮了一定的強度，從而實現了其高強性能的充分利用。碳纖維加固預應力碳纖維板即碳纖維加固補強單向板材，采用碳纖維原料與良好基本樹脂，碳纖維板材具有拉伸強度高、耐腐蝕性、抗震性、抗沖擊性等良好性能，預應力碳纖維板在前者已有特性上提高了結構構件的開裂荷載、屈服荷載。碳纖維布與混凝土之間的粘結量可以用錘擊法或者其他方法進行檢查，確認有效粘結面積不應小于總粘結面積的95%。改善使用荷載下的性能。
預應力碳纖維布加固原理
1、預應力碳纖維布加固方法
預應力纖維布加固系統由三部分組成：錨具、碳纖維布、碳纖維膠。其工作原理是將纖維布張拉至設計值，用粘結材料將其粘貼到混凝土板梁的受拉面，使其與混凝土結構共同受力利用碳纖維材料良好的抗拉強度，達到增強構件承載能力及強度的目的。
2、預應力碳纖維布施工工藝
（1）施工準備：在加固表面按照設計施工放樣，準確確定預應力碳纖維布和兩端錨具位置。放樣采取鋼尺定位，根據支座位子確定實際鉆孔以及混凝土清理位置。
（2）混凝土粘貼表面處理：橋梁鋼筋混凝土結構長期直接暴露在頭一定濕度的空氣中，在粘貼碳纖維布加固施工中，需打鑿掉脆化疏松層，提高粘結力。碳纖維是一種力學性能十分優異的纖維材料，主要體現在其比重不到鋼材的四分之一，拉伸強度在3500Mpa以上。對混凝土粘貼面的脆化疏松層，應采用硬質金剛石磨輪打磨掉且完全露出新面，并用鋼絲刷清楚輸送浮層。為了保證預應力碳纖維布與混凝土之間的設計間隙，實現碳纖維布受力張拉時平直均衡無阻礙，對混凝土高凸面應采用金剛石打磨片打磨，對混凝土低凹面應采用環氧修補膠修補。假如粘貼時混凝土濕度較大，對混凝土粘貼面尚須進行人工干燥處理。
（3）鉆植膠錨螺栓：施工放線次啊要鋼筋探測儀標定螺栓鉆孔位置，假如遇到鋼筋需移位，應通知技術人員記錄編號，并安排現場修整支座板安裝孔。構件受剪加固時，應用碳纖維布加固時應使碳纖維的纖維方向與混凝土中主拉應力方向一致。采用電錘鉆孔時應保證鉆孔中心線與混凝土梁面垂直，鉆孔中心位置偏差不超過3mm。采用化學膠管或植筋膠植入螺栓時，應保證孔內膠液飽滿且螺栓垂直于梁面。
（4）安裝錨具支座與預應力碳纖維布：將錨固板安裝至張拉板上，調整張拉鋼板，使碳纖維布的縱向軸線通過錨具中線，以保證碳纖維布截面內力分布均勻。碳纖維是含碳量在90%以上的高性能纖維材料，是由有機纖維原絲在1000℃以上的高溫碳化形成。待調整好平整度后，將碳纖維布的兩端固定在錨固板上，取下另一段的錨固板，放置在干凈的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸漬膠。將配置好的浸漬膠均勻涂刷在構件的粘貼面，應保證涂刷厚度均勻。
（5）張拉預應力碳纖維布與壓緊條安裝：將錨固板安裝在構件的另一端的張拉板上，軸承壓在錨固板上，安裝千斤頂并調整處于水平位置，加壓張拉至設計張拉應力值的15%，刻錄錨具張拉移動起始線。短切玄武巖具有突出的耐高溫性，使其可以在為零下269-650℃范圍之間連續工作。加壓張拉至設計張拉應力值的30%，檢測錨行程位移是否對應預張拉時的刻錄線。分段加壓張拉至設計張拉應力值的50%、70%、90%、100%，檢測錨具行程位移是否滿足理論伸長量的要求，按規范要求張拉端錨具行程位移與理論伸長量誤差應不大于±6%。加壓或減壓時，千斤頂行程速度應控制在20mm/分鐘以內，嚴禁快速沖、放千斤頂行程。所有張拉都應在碳布膠適用期內完成。當張拉應力值和張拉端錨具行程位移滿足要求后，將拉桿上面的鎖固螺栓扭緊到位，使錨固端的碳纖維布與混凝土梁表面緊密結合，停頓5分鐘沒有其他異常情況后在碳纖維布表面再刷一層浸漬膠，使碳纖維布完全被樹脂浸潤，并用刷子沿纖維方向擠壓，除去碳纖維下面的水泡。隨后在錨固區域粘貼附加錨固U型箍或壓條，壓緊條安裝時需與混凝土面保持1cm左右的縫隙以防止剝離破壞，之后拆除千斤頂和錨具張拉支架。
（6）固化養護與拆卸夾具：應碳纖維布在施工環境溫度和材料特性合理控制固化時間，當施工環境溫度低于25℃時，固化時間相對延長。雙向碳纖維布主要以碳纖維為基體材料，以棉線為輔助材料，經引紗、經緯線編織、預成型、裁剪等處理制造而成。在浸漬膠凝固后，檢查碳纖維布的粘貼質量，在構件上覆蓋一層塑料薄膜，養護后松開張拉機具，裁除多余的碳纖維布，將張拉機具卸除。
碳纖維加固材料的優勢
1、疲勞強度
碳纖維材料的疲勞強度較高，是高強鋼絲無法比擬的，即使是普通的芳綸纖維復合材料的疲勞強度也要遠遠高于高強鋼絲。金屬材料在交變應力的影響下，疲勞強度也會降低，另外，雖然復合材料的疲勞強度相對較高，但是也比不上碳纖維材料的疲勞強度。
2、彈性模量
碳纖維材料的拉伸彈性模量遠遠高于鋼板等加固材料，而我們在加固工程中常用的芳綸的拉伸彈性模量僅為鋼板的50%，玻璃纖維復合材料的的拉伸彈性模量只有鋼板的25%。
3、抗拉強度
和其他的加固材料相比，碳纖維材料的抗拉強度是Z為的，是鋼材抗拉強度的10倍以上。
4、性能優越
碳纖維材料加工制作工藝特殊，也屬于復合型材料，材料的質地較輕，另外，性能優越，在加固施工時，裁剪方便，施工便利，能夠縮短工期，同時也能夠節省施工成本。
5、施工簡單
用碳纖維材料進行加固施工時，沒有施工技巧，只要掌握基本的施工要點，就能保證施工效果。而且施工結束后，對于建筑物原有的內部結構也不會產生影響，屬于對建筑物造成損傷程度Z低的加固施工方式。
6、施工預算
和碳纖維材料相比，鋼板等加固材料的市場售價較高，同樣的加固工程，使用碳纖維材料進行加固施工，需要的施工預算更低，能夠為工程項目節省開支。
7、重量較輕
和鋼材等材料相比，碳纖維材料的重量僅為鋼材的20%，自重還是非常輕的。
