粘貼碳纖維加固技術(shù)及加固類型
碳纖維加固技術(shù)技術(shù)自1997 年引入我國，立即受到了工程界的關(guān)注，成為了研究和應(yīng)用的熱點。外部粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)有很多優(yōu)點:可有效地提高已有構(gòu)件的強度和剛度,而構(gòu)件的尺寸及自重幾乎不增加，且耐腐蝕性好，施工過程簡便，施工質(zhì)量容易等。近年來，碳纖維片材已廣泛地應(yīng)用于橋梁、建筑物、隧道、涵洞及其它各種混凝土結(jié)構(gòu)的加固補修工程之中。
　　1 材料特性
　　碳纖維片材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維片材；二是配套樹脂粘貼材料。
　　1.1 碳纖維片材(CFRP)
　　CFRP乃英文Carbon Fiber Reinforcement Polymcr的縮寫,即碳纖維增強塑料。碳纖維是把聚bing烯、人造纖維、石油或煤瀝青、苯酚樹脂等原料,在不活潑氣體中經(jīng)2000℃～3000℃的高溫?zé)杉従€一樣的東西,使其碳素化而制造出來的具有質(zhì)輕、高強、耐腐蝕等的無機纖維。碳纖維是直徑約7～10μm 的碳原子絲,工業(yè)上用的碳纖維絲是將6000～24000 根這樣的碳原子絲以絞線或麻繩的方式排列而成,其粗細(xì)僅相當(dāng)于人的1 根頭發(fā)絲。碳纖維布就是連續(xù)碳纖維單向或多向排列，未經(jīng)樹脂浸漬固化，在施工過程中再給予浸潤的布狀碳纖維制品。而碳纖維板是經(jīng)樹脂浸漬固化的板狀碳纖維制品，施工中再用樹脂將其粘貼于結(jié)構(gòu)表面,類似于粘貼鋼板。板材的使用量依然較小，但由于該種形式的CFRP 利用。碳纖維材料物理力學(xué)性能，具有高強、高彈模、重量輕、耐腐蝕及易于施工等特點。碳纖維承受變形能力較強，韌性好，普通中等彈模碳纖維的極限應(yīng)變達(dá)0.015～0.020。碳纖維的抗拉強度是普通鋼筋的10倍以上,彈性模量略鋼筋。另外,碳纖維沒有類似鋼筋的屈服點,在達(dá)到抗拉強度之前基本上為線彈性狀態(tài)。
　　1.2 樹脂類粘結(jié)材料
　　采用碳纖維片材對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時，應(yīng)采用配套樹脂類底層樹脂、找平材料、浸漬樹脂或粘貼樹脂進(jìn)行加固修復(fù)。底層樹脂的作用是增強加固表面混凝土與找平材料或粘貼樹脂界面粘結(jié)強度。找平材料的作用是使加固表面平整度符合規(guī)定要求，并與底層樹脂及浸漬樹脂具有可靠的粘結(jié)強度。浸漬樹脂是粘貼碳纖維布的主要粘結(jié)材料，粘貼樹脂是粘貼碳纖維板的主要粘結(jié)材料，其作用是使碳纖維片材與混凝土得到充分的粘結(jié)，使其共同承受結(jié)構(gòu)的作用。粘貼樹脂的力學(xué)性能指標(biāo)，主要包括正拉粘結(jié)強度、拉伸強度、拉伸剪切強度、彎曲強度。
　　2 加固類型
　　碳纖維加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼碳纖維片材，以提高結(jié)構(gòu)承載力的加固法。該法具有適用面廣，不影響結(jié)構(gòu)外形，耐久性和耐腐蝕性好，施工簡單快速等優(yōu)點。碳纖維片材的主要作用為抵抗拉力，一般用于抗彎構(gòu)件的板與梁的受拉力部位、梁與柱、橋墩的抗剪力部位，柱或橋墩的圍束加固以及鋼筋錨固、握裹長度不足的部位等。碳纖維為極細(xì)纖維，因強度高，故由環(huán)氧樹脂將其結(jié)合成一體后在纖維方向上具有高抗拉強度。在構(gòu)造物的加固設(shè)計上，一般原則上避免兩種性質(zhì)差異過人的材料結(jié)合在一起，而碳纖維的強度雖然很高，但是其彈性系數(shù)卻與鋼筋相差不多，碳纖維用于鋼筋混凝土的加固上不會有不匹配的問題，因此可以用于彌補鋼筋混凝土內(nèi)鋼筋的抗拉不足部分。碳纖維加固結(jié)構(gòu)屬二次組合結(jié)構(gòu)，而就如鋼筋與混凝土間的握裹力一般，碳纖維需借助膠粘劑與混凝土結(jié)合，兩者之間的結(jié)合大于混凝土本身的抗剪強度，這種膠粘劑涂抹于平整的混凝土表面，一般稱之為底層樹脂，易于滲入混凝土內(nèi)與混凝土結(jié)合成類似樹脂混凝土，可以加強混凝土的強度，并與碳纖維密切結(jié)合，有效傳遞剪力，而使碳纖維與混凝土結(jié)合成一體，達(dá)到補強效果。
　　用碳纖維片材進(jìn)行抗彎加固,一般是把碳纖維片材粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū),使之與混凝土構(gòu)件共同承受荷載，以提高構(gòu)件受彎承載力。為了達(dá)到不同的加固強度，可以根據(jù)具體情況設(shè)計所需碳纖維片材的層數(shù)。相關(guān)試驗研究表明，使用碳纖維片材加固混凝土梁，可以大幅提高混凝土梁的抗彎承載力及剛度，抗彎剛度提高約17%～99% ，抗彎承載力提高約19%～99%。加固后的梁與未加固的梁相比，在鋼筋屈服以前，碳纖維片材所起的作用不大，當(dāng)鋼筋屈服以后，加固后的梁撓度增長速度要緩，并且在同一荷載水平下，撓度值要比未加固梁小。對于裂縫的開展，加固后的梁較未加固的梁出現(xiàn)晚，分布均勻，而且裂縫間距和寬度要小。 hengshuijucheng
　　利用碳纖維片材對鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗剪加固的原理，是利用碳纖維片材的抗拉能力來約束混凝土受剪斜裂縫的出現(xiàn)與開展。加固梁采取的粘貼方式主要有封閉粘貼、U形粘貼、側(cè)面粘貼，加固柱粘貼方式一般為封閉粘貼。碳纖維片材對混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗剪加固,主要的破壞形為由于應(yīng)力集中導(dǎo)致碳纖維片材與混凝土之間發(fā)生剝離破壞,影響了碳纖維片材受剪加固作用的發(fā)揮。
　　3 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用前景及展望
　　碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)在我國起步雖然較晚，但起點高，發(fā)展迅猛。目前，我國已建混凝土建筑物中存在很多由于設(shè)計、施工的缺陷和長期使用過程中的損傷老化或災(zāi)害造成的混凝土結(jié)構(gòu)開裂、抗震能力下降、承載力不足等問題，所以目前國內(nèi)加固維修市場龐大，碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊，已成為土木工程界又一新的經(jīng)濟增長點。
我國鋼鐵企業(yè)應(yīng)該盡量減少貿(mào)易摩擦品種，努力調(diào)增出口品種，以多渠道、多方式出口，避免貿(mào)易摩擦。同時，還要創(chuàng)新出口模式，加快海外市場拓展，有針對性地做好出口產(chǎn)品的市場規(guī)劃和布局。此外，借助“”商機，對鋼材自給率較低的東盟地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)能輸出，也是提升中國鋼鐵在東盟地區(qū)影響力和競爭力的重要渠道。

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