碳纤维是一种高新的材料,碳纤维技术在我国发展迅速,从而演变生成了很多碳纤维产品。碳纤维布加固是一种新型的加固技术,在建筑、构件等的加固补强上有着广泛的应用。但是不了解这种技术的人可能会有疑问:碳纤维布是怎样起到加固作用的呢?下面我们就来详细分析一下。
1.碳纤维布特点
碳纤维布施工性能优越,其抗拉强、弹性模量、延伸率、密度、浸透性、均匀度、耐腐蚀性等都符合建筑加固指标,碳纤维强度以及弹性模量都比普通建筑钢材要高、要好,加固补强1效果优越。
2.碳纤维布加固应用
碳纤维布常应用于混凝土构件的受弯加固、抗震加固以及受剪加固中,受弯加固时碳纤维的纤维方向应与受拉区的拉应力方向一致,抗震加固时应将碳纤维布封闭缠绕在柱上,受剪加固时可以采用碳纤维方向与构件纵轴垂直的方法。
3.碳纤维布在土木工程中的应用
将碳纤维短切加入新混凝土中,制成碳纤维混凝土,常用于新结构;碳纤维长丝可以用来制成棒材,可以在新混凝土中代替钢筋,常用于海洋工程结构中;加工成束状或者绳状的碳纤维布常用于大型土木工程的拉索、悬索结构。
浙江万烁建筑技术有限公司,由一批长期从事建筑施工、结构加固、特种工程的工程技术人才和管理人员组成。
墙体加固中碳纤维布的应用
碳纤维布在墙体加固的应用,首先可以从墙体受力的角度来分析。墙体在服役过程中,主要承受上部荷载传递的压力。而碳纤维布虽说抗拉强度高,但其质软且自身抗剪强度几乎可以忽略,无法承受压应力的作用,因此碳纤维布适用于受弯与受拉构件加固,不适用于墙体受压加固。
另一方面,不同基材的墙体与碳纤维布的整体工作性能也大不相同。常用墙体包含砌体墙与混凝土墙,碳纤维布与混凝土基材能够形成整体共同工作,但在砌体墙中由于砌体表面水泥砂浆整体性较差,导致碳纤维布在砌体墙加固中,易发生水泥砂浆剥离破1坏,造成加固失效。
那么,碳纤维布到底能在墙体加固中起到怎样的作用呢?大量实验证明,在保证碳纤维布锚固的情况下,碳纤维布加固墙体能够有效参与墙体受剪作用,改变破1坏形式,提高墙体抗剪承载力与抗震性能。
事实上,在墙体加固中,碳纤维布加固具有很高的局限性。当墙体承载力不满足要求、或墙体配筋率不符合要求时,宜采用增大截面加固法或钢筋混凝土面层法对墙体进行双面或单面的加固。利用这两种方法能够有效提高墙体抗压承载力,但需注意植入钢筋能否保障新旧结构共同工作,因此在增大截面或钢筋混凝土面层法中,植筋胶将是影响质量的重要因素。
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碳纤维布在桥梁加固中的应用
在桥梁加固中,必须尽可能地减少对原结构的扰动、损伤以及加固后自重的增加,同时兼顾施工操作的可行性。碳纤维布轻质高强,且施工方便的特性,在桥梁加固中可得到充分的发挥。因此碳纤维布在桥梁中,可用于主梁、墩台等承重构件中,也可在非承重构件中加固使用。
在桥梁的主梁加固中,可以将碳纤维布等效为钢筋,沿桥梁主拉应力方向粘贴碳纤维布,同时两端设置锚固段,可有效防止裂缝的生成以及提高主梁的抗弯刚度;也可粘贴在梁的侧面,发挥类似箍筋的作用机理,提高主梁抗剪承载力。碳纤维布也可用于轴心受压的墩柱加固中,可采用环向围束法,在墩柱上缠绕碳纤维布对柱体侧向变形起到约束,进而提高墩柱抗压强度。
需要注意的是,碳纤维加固不仅需要注意锚固还需要注意用量问题。首先碳纤维布强度高,用量过多会造成材料的浪费。其次碳纤维布的任意使用会降低混凝土的延性,影响受弯构件的破1坏形式,造成碳纤维布受拉破1坏转变为受弯构件上部受压区混凝土的突然压坏,受压破1坏具有突然性,危险程度较高。
事实上,虽然碳纤维布在桥梁加固中施工方便且对原结构影响小,但碍于其受力滞后的特性,在桥梁加固中难以发挥材料的高强度优势。而预应力碳板,结合预应力技术,能够充分发挥碳纤维复合材高抗拉强度、同时改变梁受力性能,为桥梁加固提供了全新的方法。预应力碳板尤其适用于大跨径桥梁的加固,正逐步得到越来越多的认可。