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碳纖維板范文1
關鍵詞：預應力碳纖維板 加固 施工工藝
中圖分類號：TU757 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0090-01
在橋梁加固中，目前多采用非預應力碳纖維加固技術，其原理為是在結構受拉區域用環氧樹脂膠粘貼碳纖維布或板，使其與混凝同受力，但該項加固工藝對碳纖維材料的利用率極低，以碳纖維板為例：其彈性模量約為170 GPa，抗拉強度約為2800 MPa，若要發揮抗拉強度則需要 1.7%的拉伸應變；而鋼筋的彈性模量多為 200 GPa，抗拉強度約為500 MPa左右，鋼筋屈服時拉伸應變約0.15%。當碳纖維板材與構件內部鋼筋共同工作時，不考慮鋼筋原有的初始應變，鋼筋屈服時碳纖維板材所能發揮的強度也僅為抗拉強度的 10%，而如果在碳纖維發揮全部強度所需要的 1.7% 的應變下，混凝土結構就已經發生破壞，由此看出，碳纖維材料彈性模量與鋼筋相近，但強度是鋼筋的5倍，因此碳纖維材料發揮其強度時變形較大，鋼筋屈服或混凝土破壞時，碳纖維的強度還沒有充分發揮出來，預應力碳纖維加固技術可較好的解決這個問題，大大提高碳纖維材料的利用率。
那么，如何才能實現預應力碳纖維板的強度最大化呢？這就要求我們對碳纖維板進行預應力張拉，從而最大限度的實現強度最大化。由預應力鋼筋及鋼絞線張拉原理我們不難得出，碳纖維板的張拉同樣需要張拉臺座及相應的夾具。
1 臺座和夾具設計過程中應考慮的因素
1）安全可靠。安全永遠是第一位的，只有確保安全可靠才能實現利益最大化，那么就要求我們的臺座必須具有足夠的穩定性、滿足一定的強度及剛度要求，只有這樣臺座才不會出現滑移及扭曲變形等情況，從而達到安全可靠的要求；而夾具的安全則表現在其應有足夠的咬合力，而咬合力的實現必須要求夾具也具備一定的強度、剛度，只有這樣才能保證夾具在咬合過程中的牢固性才，從而保證其安全可靠。
2）安裝簡便。設計的臺座及夾具應方便在現場進行安裝，安裝時對原結 構損傷小，占用空間小，且能在狹小空間進行安裝作業，這就要求我們在對臺座、夾具的設計過程中應盡量選用優質鋼材，且設計過程中應盡量減小截面面積，在保證安全可靠的情況下使得臺座、夾具的最小化，從而間接使得安裝簡便。
3）經濟性。經濟性考慮要從臺座、夾具的最小化以及碳纖維板強度的最大化入手，因為只有保證臺座、夾具的最小化才能節約現場安裝的簡便和材料用量的最小化，間接提高經濟性，而碳纖維板強度的最大化則是經濟性的最好體現，因為在正常的加固施工過程中碳纖維板的用量相對較大，如果我們把其強度最大化，則變相的減少了碳纖維板的用量，從而節約了材料成本，從而實現經濟利益的最大化。
4）應能實現批量生產。由于在加固過程座、夾具多永久放置在橋梁上，且每個項目的用量可能會比較大，而且從長遠的觀點來看，對于臺座及夾具應進行批量生產，減少因單獨定做而造成的資金浪費。
5）應做到標準化。由于現有的規范對于預應力碳纖維板的施工技術還沒有明確的進行規范，所以作為我們企業來講，應將其標準化，明確夾具、臺座的設計、施工及各項工藝流程和標準，從而保證大家都能夠按照標準化的要求進行現場的加固，為以后行業標準或國家標準的出臺提供前期的技術、資料支持。
2 預應力碳纖維板要求
由于現有規范沒有對預應力碳纖維板做相應的規范要求，故我們采用邊試驗邊摸索的方式，總結成功及失敗的經驗，不斷的積累。通過一系列的試驗我們發現普通的碳纖維板在張拉的過程中易于斷裂，為此，我們找了廠家前來共同查找原因，到底是我們設計問題，還是材料的質量問題，后來通過廠家的介紹后得知，普通的碳纖維板在制造過程中允許存在一定的接頭，也就是說存在一定的斷點，而我們在張拉的過程中則可能出現接頭處應力不足，導致碳纖維板瞬間出現斷裂，查找到此原因后，我們要求廠家在預應力碳纖維板支座過程中要求板材在100 m范圍內不允許出現接頭，從而保證在張拉過程中不出現意外斷裂現象，以保證施工質量。
3 施工工藝
3.1 臺座及夾具安裝
在對碳纖維板進行張拉之前應確保按圖施工，在安裝臺座和夾具之前，為了保證牢固性需要在橋梁加固部位鉆孔，但為了不破壞原有的鋼筋結構，在鉆孔前我們先按照圖紙的要求進行現場放樣，同時應查閱原有的竣工圖紙，大概了解鋼筋的分布情況，然后用鋼筋位置測定儀對各種鋼筋位置進行現場標定，確保在鉆孔過程中不觸及到梁體的原有鋼筋，從而達到鉆孔要求。
3.2 碳纖維板涂膠及張拉
碳纖維板的張拉效果是決定加固效果的成敗，因此，應作為重要工序進行相應的技術、組織措施，為此，應先對碳纖維板施加10%的張拉強度，對其進行初張拉，然后卸載后進行滿碳纖維板涂膠處理，最后逐級進行張拉，直至達到張拉要求，最后進行超張拉，從而確保強度要求。
3.3 臺座及夾具防腐處理
臺座及夾具的防腐也是我們的工作重點。因為后期防腐出現問題，勢必會影響造成碳纖維板預應力松弛，，為此，我們在張拉完成后應對其進行了防腐處理，以保證其長期有效工作。
從以上三個方面粗略的介紹了預應力碳纖維板在橋梁加固中的應用情況。希望通過以上幾個情況的介紹讓大家對預應力碳纖維板技術有個大致的了解，也為后期的市場化作鋪墊。雖然說現在國內已有不少家都已研發和生產了相應的臺座和夾具，但從我內心來講是能夠將該項技術真正的市場化和規范化，從而更好的為我國的橋梁維修加固工作作出應有的貢獻。
參考文獻
[1] 碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程（CECS 146：2003）中國工程建設標準化協會[S].
[2] 王凡.橋梁預應力混凝土施工技術及標準規范實施手冊[M].吉林電子出版社，2004.
碳纖維板范文2
關鍵詞：預應力碳纖維薄板；箱梁；力學性能
中圖分類號：U448文獻標識碼： A
1 引言
我國是一個自然災害非常頻繁的國家，災害過后很多的建筑物都需要維修加固后再利用；五六十年代修建的建筑物、大量的構筑物及橋梁、涵洞、隧道結構中的很多混凝土結構已過設計基準期，現已需維修加固；很多的建筑物還存在設計、施工缺陷和長期使用過程中的損傷、老化導致承載力不足；以及載荷、結構功能的改變等，這些都需要維修與加固。建筑物的維修與加固的方法有很多種，就結構加固、改造的技術現狀而言，通常可分為鋼筋混凝土增厚法、體外預應力法、片材加固法、消震法等。
預應力碳纖維薄板加固法是一項新興的結構加固技術，它是一項利用樹脂類膠結材料將碳纖維材料粘貼于混凝土表面，從而達到對結構構件補強加固及改善受力性能的目的[4][5]。本文就預應力碳纖維薄板加固箱梁后力學性能進行分析。
2 工程概況
本文選取廣州某橋的預制箱梁，箱梁頂板寬2.35m，底板寬1.0m，梁高1.4m。預應力鋼筋采用高強度低松弛的鋼絞線，直徑為15.2mm，彈性模量Ec=2.0×105N/mm2，泊松比為0.3，線膨脹系數選為2×10-5?；炷罜50混凝土，彈性模量Ec=3.45×104N/mm2，抗壓強度標準值fck=32.4 MPa,抗拉強度標準值ftk=2.64 MPa。泊松比為0.3。素混凝土重量ρ=24kN/m3，帶鋼筋混凝土密度ρ’=25KN/m3=2500kg/m3?？紤]到橋面鋪裝，設定鋼梁的密度為3200kg/m3。
圖1 預應力鋼筋端部配筋圖圖2 預應力鋼筋跨中配筋圖
碳纖維薄板薄板型號TA30，計算厚度0.3mm，彈性模量Ecfl=2.3×105MPa，拉伸強度ftu=4750MPa。
表2.1.1纖維薄板的力學性能
3有限元分析模型
本文采用大型有限元軟件ANSYS模擬預應力碳纖維薄板箱梁。其中混凝土結構采用線彈性，預應力筋采用多線性隨動強化模型。在對纖維薄板進行有限元建模時，在不考慮粘結層情況下，在鋼筋混凝土與粘結層接觸的平面作切分，作為碳纖維薄板的實體建模。
箱梁預應力鋼束有8束，分別采用六束和兩束類型鋼絞線，張拉力分別為781.2kN和585.9kN。在梁橫截面水平中心線下部按拱形曲線分兩側布置，每跨單根預應力束長26m長（比梁單跨長1m）。彈性模量Epb=2.0×105 MPa。
加固前后箱梁有限元模型如圖3、圖4所示，預應力鋼筋分布如圖4所示，碳纖維板有限元模型如圖5所示。
圖3 未加固前箱梁有限元模型圖4 碳纖維薄板加固后有限元模型
圖5 預應力鋼筋分布圖圖6 碳纖維薄板示意圖
4預應力碳纖維薄板加固箱梁結構力學性能分析
4.1加固前箱梁數值分析
加固前試驗梁的計算結果及分析：試驗梁將按簡支梁計算。在施加端部約束、重力作用、預應力鋼筋以及公路I級荷載后，經ANSYS計算得如下結果：最大撓度位于跨中，其值為12.498mm;混凝土所承受的最大拉應力為4.94MPa。
圖7 未加固前的撓度云圖 圖8 未加固前箱梁底部應力云圖
4.2 加固后箱梁數值分析
在荷載組合（恒載和活載）作用下為滿足B類構件加固要求，對碳纖維薄板施加不同的預應力度，并對加固后的RC梁進行了內力計算。結果表明，當碳纖維薄板施加6.2%預應力度時，可以滿足加固要求。此時混凝土內撓度最大值也是位于跨中底部，大小11.712mm?；炷了惺艿淖畲罄瓚?.0MPa。最大壓應力位于跨中加載點處，大小11.623MPa。
圖9 加固后箱梁的撓度云圖圖10 加固后箱梁底部應力云圖
4.3箱梁加固前后對比分析
加固前后箱梁撓度和底部應力對比如表1所示。經上述數據和表1分析可知：碳纖維薄板的加固，對跨中撓度影響不大，說明其對剛度的影響較??；碳纖維薄板加固后，混凝土所受的拉應力沿梁長方向均勻減少，有效地提高了箱梁的承載能力，使其滿足了B類構件的要求。
表1 加固前后箱梁力學分析對比
5 結論
本文以廣州某橋梁為對象，利用有限元分析軟件ANSYS對預應力碳纖維薄板加固箱梁結構進行數值模擬。在計算結果分析后以下結論：
（1）加固前后梁撓度值變化較小，說明預應力碳纖維加固并不能有效地加強提高梁的剛度。
碳纖維板范文3
做好“統領”，“嚴盯死守”。這里所說的“嚴盯死守”不是“獄警和看守”式的管理，而是抓住一切機會，觀察學生。俄國教育家烏申斯基認為，要想從一切方面教育人，就必須從一切方面了解人。實踐證明。班主任走進學生的生活。有利于全面客觀地了解學生的思想面貌、智力狀況、健康狀況、生活經歷、個性特征、興趣愛好及生活環境等，有利于掌握班級總貌、特點及基本傾向，從而制定切實可行的教育計劃。班主任要獲得關于學生的第一手資料，就要事事留心，時時注意，處處發現。比如，在課堂上觀察學生的情緒表現、答題的正誤和角度、作業的質量和速度。在課外活動中觀察學生的活動能力、意志品質、個性傾向、人際關系和集體觀念。在同家長的溝通中了解學生的家庭表現及家長對子女的要求和教育方法，等等。班主任應勤于觀察，目光敏銳，從學生的一舉一動、一言一行或是極微小的情緒變化上，感知學生的思想和心理狀態，把握偶發事件的萌芽，及時采取有針對性的教育和防范措施。
適時變換角色。有學生說：“我們需要的不僅是老師，我們還需要一個媽媽?！薄跋Ｍ覀儾粌H是師生還是可以信賴的朋友?！笨梢妼W生心理上強烈希望班主任與他們平等相處，打成一片，希望得到教師的認同、關心和尊重，得到直接的指導和幫助。班主任若能抓住這一心理需要，深入學生，參與活動，與他們進行熱情的情感交流，給予他們具體幫助，學生便會對他(她)產生心理認同。例如，環境衛生需要大家自覺維護，班主任一定要成為身體力行的維護者，見到地上的紙屑、垃圾，要親自扔到垃圾桶里。這樣就會向學生傳遞一個信息：我們的事情我們共同做。
耐心傾聽，真誠交流。傾聽是有效交流的前提，交流是教育的必要手段。班主任的主要工作是在學生認同的前提下，完成從闡明道理、表達感情到引導行為的教育過程。例如，某天上課時間，我所教班級的兩位學生因犯錯誤而離開課堂，我趕到時，看到學生情緒激動地站在那里，我沒有批評他們，只是冷靜平和地看著他們，聽他們主動訴說了事情的過程。等他們說完后，才就他們的錯誤就事論事地進行了引導，很快他們就主動承認了錯誤。這件事情給我啟發很大，使我認識到，疏是導的前提，也是尊重與平等的表現。
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【關鍵詞】碳纖維；橋梁；加固；應用；探析
為了保證交通暢通，就需要對橋梁進行維修、加固和改造。目前常用的加固方法有加大截面法、粘鋼加固法、外包鋼加固法、碳纖維加固法等。其中碳纖維加固法一項新型的結構加固技術，它將碳纖維材料通過樹脂類膠結材料粘貼在混凝土結構的表面，與之形成整體的受力體系，從而改善結構受力性能，達到補強加固結構的目的。
1. 進行碳纖維材料加固技術研究的必要性
1.1國家科技戰略發展的需要。
關于碳纖維材料在混凝土結構加固修補技術，上世紀80年代初，美、日等發達國家就著手進行這方面的試驗和研究，已經相當成熟。目前世界上碳纖維生產主要集中在日本、英國、美國、法國、韓國等少數發達國家。日本三家以腈綸纖維為主要產品的公司（東麗、東邦以及三菱人造絲公司）依靠其先進的紡絲技術，形成了高性能原絲生產的優勢，占據了世界75%以上的產量。上世紀90年代末 ，我國開始碳纖維加固技術的研究，并在橋梁工程結構加固中開始普及應用。但與國際先進水平相比，還存在一定的差距，總體發展水平落后近20～30年，目前我國95%的碳纖維要依靠進口。
科技實力是綜合國力的主要支柱之一，占領科技發展的制高點，才能掌握主動權。我國非常重視碳纖維產業的發展，國家“863計劃”以及有關部委都在關心我國碳纖維工業的發展及其產業化步伐，并給予強有力的支持；“十一o五”發展規劃中把事關國家產業安全的高新技術纖維材料作為重中之重，碳纖維被列為首位，是國家迫切需要短期內獲得突破的高新技術纖維品種，又啟動了相關“973計劃”，為我國碳纖維的發展創造了得天獨厚條件。
1.2建設節約型社會的需要。
在《公路舊橋檢測評定與加固技術研究及推廣應用》項目鑒定驗收會上，交通部領導與參評專家對這項研究給予高度評價，他們認為該項研究成果為我國路網優化改造和危橋改造計劃的順利實施，提供了強有力的技術支持，體現了建設節約型行業的科學發展觀，促進了我們建設低碳節約型社會。
1.3科學技術發展的需要。
橋梁的修復工程各具特點，為科學研究提供了大量科學的數據。經過多年的系統研究，我國已經基本建立了在役橋梁檢測與維修加固的一系列標準規范，形成了較完備的實用技術體系。工程材料的進步和新材料的出現歷來是土木工程發展的先驅和動力，碳纖維材料的出現和成功的用于土木工程的加固與補強上，使土木工程加固技術研究更上一個臺階。
2. 碳纖維材料的特性
碳纖維材料，是迄今為止應用于土木工程領域最早、技術最成熟、用量最大的一種高科技材料。作為劃時代的補強材料，與傳統的補強材料相比，具有許多不可替代的優勢和特點。碳纖維（Carbon Fiber，簡稱 CF），是由有機母體纖維（例如聚丙烯腈、粘膠絲或瀝青），在1000～3000℃高溫的惰性氣體環境下（除碳以外的所有元素都被去除），采用高溫分解法制成的含碳量在95%以上的新型纖維材料。它不僅具有碳材料固有的本征特性，又兼具紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代高強度纖維材料。由于具有強度大、模量高、密度低、線膨脹系數小等特點，被稱為新材料之王，在國際上被譽為“黑色黃金”、“第三代材料”。 它的比重不到鋼材的1/4，而抗拉強度是鋼材的7~9倍，抗拉彈性模量也高于鋼材，而且具有很強的耐酸堿行和耐蝕性。
近些年來，碳纖維材料在土木工程領域中的應用，一直是國內外研究的熱點。國內外的碳纖維及其復合材料工業處于高速發展的時期，生產技術和生產效率明顯提高，產品成本穩中有降。隨著碳纖維材料加固混凝土結構的新技術的蓬勃發展，其在建筑行業得到廣泛的應用。
3. 碳纖維加固的定義、原理、特點和適用范圍
3.1碳纖維加固的定義。
碳纖維加固是指用專門配制的粘貼樹脂或浸漬樹脂粘將碳纖維材料貼在橋梁混凝土構件需補強加固部位表面，樹脂固化后與原構件形成新的受力復合體，共同工作，提高結構構件的抗彎、抗剪承載能力。
3.2碳纖維加固的原理。
用于建筑結構加固的碳纖維材料具有良好的力學性能。碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲具有相同的方向性，能共同工作，這是加固補強的必要條件和關鍵所在。而將抗拉強度極高的碳纖維用環氧樹脂預浸后，就成為復合增強材料（單向連續纖維），大大提高碳纖維布的抗拉強度；而后用環氧樹脂粘結劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的構件上，形成一個新的復合體，使粘貼材料與原有鋼筋混凝土協同工作，改善了加固構件的受力性能，增強了構件的抗裂抗剪能力，到達了補強加固的目的。因此，粘結劑對碳纖維布的加固起著至關重要的作用。
3.3碳纖維加固的特點。
粘貼碳纖維布復合材料加固橋梁，與粘貼鋼板加固相比，具有如下優點：
（1）施工方便快捷，不需要使用大型加固機具，效率高，施工速度快。
（2）可以有效的封閉混凝土結構的裂縫，延緩或消除裂縫的出現和擴展，延長結構的使用壽命。
（3）不用打孔，不會對原結構造成新的損傷。
（4）加固后不改變原有斷面的大小和形狀，外表輕巧美觀。
（5）經濟耐用，加固效果好，不需要后期進行維修。
（6）由于碳纖維材料本身抗疲性能優異，用碳纖維布加固的混凝土結構的抗疲勞性能將會提高。
（7）抗腐蝕性強，應用面廣，加固后的構件的耐腐蝕性和耐久性得到大大提高，可以應用于各種復雜工作環境中的構件加固。
（8）碳纖維材料糙率低于混凝土表面糙率，在加固段可以提高水流的通過能力。
（9）提高加固構件的抗滲能力和抗沖刷能力。
3.4碳纖維加固的適用范圍。
（1）混凝土結構抗彎、抗剪構件加固，同時廣泛用于各類工業與民用建筑物、構造物的防震、防裂、防腐的補強。
（2）混凝土結構物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。
（3）隧道、港灣設施、煙囪、廠房、倉庫的加固。
（4）受鹽堿害的混凝土、橋梁以及河川構造物的防護和加固。
4. 碳纖維加固材料的分類、比較和發展狀況
4.1碳纖維加固材料的分類
碳纖維材料包括碳纖維布和碳纖維板兩種：碳纖維布是連續碳纖維單向或多向排列，未經樹脂浸漬的布狀制品；碳纖維板材是連續碳纖維單向或多向排列，并經樹脂浸漬固化的板狀制品。
4.2碳纖維加固材料的比較。
下面對于兩種加固材料的物理性能進行一些對比（見表1、表2）。
4.2.1在施工方面，與碳纖維布相比，碳纖維板具有以下優點：
（1）施工方便，施工質量更容易保證。
（2）強度高，1層1.2mm厚板相當于10層碳纖維布作用。
（3）碳纖維板比碳纖維布容易保持纖維順直，更有利于碳纖維發揮作用。
（4）碳纖維板材更適用于預應力加固方式，能更加充分發揮碳纖維高強度作用。
（5）纖維板與纖維布相比，更適合于磚混結構的墻體加固。
4.2.2與碳纖維布相比，碳纖維板具有如下的缺點：
（1）碳纖維布適用范圍更廣，能夠任意裁剪，加固各種形狀（圓形或復雜曲面）的結構。
（2）價格昂貴，限制了碳纖維板的應用。
5. 碳纖維施工工藝要點
碳纖維加固施工工藝流程：混凝土構件表面處理涂刷底膠粘貼碳纖維涂刷保護膠養護涂裝。
施工工工藝流程要點：
（1）清除待加固構件混凝土表面的風化層，并鑿毛，露出新茬，施工面總體上要求平整、干凈。
（2）將界面樹脂均勻地涂刷在施工面上，不可遺漏，待不粘手時，用修平樹脂找平施工基面；修平樹脂不粘手時，在施工基面上均勻地涂刷浸漬樹脂，厚度為3mm～5mm，要全部蓋住施工基面。
（3）粘貼碳纖維材料之前，首先應先確認粘貼表面干燥；粘貼時，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣，可用羅拉（專用工具）沿著纖維方向在碳纖維材料上滾壓多次，使樹脂滲浸入碳纖維中。
（4）確認碳纖維與樹脂之間無空氣后，在碳纖維上均勻涂一層浸漬樹脂，厚度一般為1mm～2mm。
（5）粘貼碳纖維材料后，需要自然養護1～2小時，達到初期固化，并要保證固化期間不受到外界碰撞和干擾。
（6）養護7天后，表面涂刷具有抗老化及耐腐蝕性能的防護層，最后做表面裝飾層，使其與周圍的混凝土相一致。
6. 結語
碳纖維材料具有很多獨特的性能和優點，產生的綜合經濟效益和社會效益都很好，具有廣闊的應用前景，值得大力推廣。但任何事物都有其局限性，比如碳纖維材料不能承受抗壓。因此在進行橋梁加固時，我們要充分考慮建筑物的性能和補強的需要，做出科學的選擇。
參考文獻
［1］碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程（CECS 146：2003）［S］.
［2］葉列平，趙樹紅，李全旺等，碳纖維布加固混凝土柱受剪承載力計算．建筑結構學報，2000（2）.
［3］岳清瑞，我國碳纖維增強材料（CFRP）加固修復土木建筑結構技術研究應用現狀與展望［A］．混凝土結構學術交流會［C］，2000.
［4］張軻，等，碳纖維材料在某公共建筑抗震加固中的作用［J］．北京：工業建筑，2001.
［5］岳清瑞，陳小兵，牟宏遠．碳纖維材料(CFRP)加固修補混凝土結構新技術．工業建筑，1998,28(11).
碳纖維板范文5
關鍵詞:碳纖維布;混凝土結構;加固;應用
中圖分類號:TU
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)21-0361-01
1 前言
碳纖維布加固修復混凝土結構技術是一項新型、高效的結構加固修補技術,其是利用樹脂類粘結材料將碳纖維粘貼于混凝土表面,利用碳纖維良好的抗拉強度達到增強構件承載能力及剛度,以達到對結構及構件加固補強的目的,與傳統加固方法相比,具有高強高效、施工便捷、工效高、耐久性好等突出的優點。近年來,碳纖維復合材料在建筑混凝土結構加固中逐漸得到了廣泛應用。
2 碳纖維布補強加固技術特點
(1)具有高抗拉、高彈性模量的特點,可提高混凝土結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到加固修補的目的;
(2)施工方便,工作效率高,施工無須大型機械,成品的碳纖維布為卷材結構形式,可任意裁剪,占用場地少,施工進度快;據有關資料統計,粘貼碳纖維的加固工效是粘貼鋼板加固工效的4-8倍;
(3)耐腐蝕及耐久性能好,不與酸、堿、鹽等化學物質發生反應,在-52-82℃溫度環境條件下使用,適應范圍廣;
(4)碳纖維材料重量輕(僅為200-300g/m2),厚度小,經加固修補后的構件,不會增加原結構自重及尺寸;
(5)碳纖維片粘貼在混凝土的表面,能有效地封閉混凝土的裂縫,從而延長結構的使用壽命;
(6)適用范圍廣,既可用于提高不同結構類型(如建筑物、構筑物、橋梁、隧道、涵洞等)的承載力,又能用于抗震加固;
(7)缺點是采用碳纖維加固成本偏高,想要全面推廣這項新型加固技術,尚需假以時日。
3 碳纖維布加固技術原理
外貼碳纖維增強復合材料加固混凝土技術是通過在混凝土結構外部粘貼纖維增強復合材料片材,通過二者協同受力,達到加固目的。碳纖維布具有很高的抗拉強度(其抗拉強度約為普通鋼材的十幾倍)、高強度、高彈性模量、重量輕及耐腐蝕性好等特點,這為利用粘貼碳纖維布加固鋼筋混凝土結構提供了前提條件。但是,碳纖維材料織成碳纖維布后,其中的各碳纖維絲很難完全共同工作。在結構承受荷載時,一部分應力水平較高的碳纖維絲首先達到其抗拉強度并退出工作狀態,隨著荷載的加重,各碳纖維絲逐漸斷裂,直至整體破壞。而使用粘貼劑后,碳纖維能與混凝土形成一個復合型整體,并且能很好地共同工作,提高結構構件的抗彎、抗剪承載力,達到對結構構件進行加固、補強的目的。
4 碳纖維布加固的施工
4.1 施工準備
(1)材料:底膠、粘著膠、碳纖維布、環氧樹脂;
(2)施工機具:專用滾筒、電錘、刮板、角向磨光機、調膠容器、剪刀、鑿子、榔頭、臺秤、丙酮等。
4.2 施工操作要點
4.2.1 結構表面處理
(1)混凝土表層出現剝落、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予鑿除;
(2)除去混凝土表面的浮漿、油污等雜質,清洗干凈需粘處,構件表面凸出部分應打磨平整;
(3)構件表面打磨后,用壓縮空氣將表面浮塵、油污等雜物清理干凈,然后用丙酮將需粘貼處清洗干凈,并使表面充分干燥;
(4)如碳纖維材料須繞過轉角時,轉角必須打磨成半徑不小于20mm的圓角。
4.2.2 涂底層涂料
(1)按主劑:固化劑=2:1的比例將兩者放入潔凈的容器中攪拌均勻,應注意的是,調好的底膠須在規定的時間內用完,一般情況下40min內用完;
(2)涂刷底層涂料時,底涂表面須干燥,環境濕度應>80%;然后用刮板將底層涂料均勻涂刷于構件底面(兩側刮150mm),待膠固化后(固化時間視現場氣溫而定,以指觸干燥為準,一般固化時間為1-2d)才能進行下一工序施工;
(3)底層涂料指觸干燥或固化后,表面上的凸起部分(一般類似結露的露珠一樣)要用砂布或角磨機磨平。
4.2.3 用環氧膩子找平
構件表面凹陷部件應用環氧膩子填平,并修復至表面平整、順滑;模板接頭(段差、起拱)等出現高度差的部位要用環氧膩子填補,盡量減少高度差,確?；炷帘砻嫦鄬ζ秸?膩子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙紋,應再用砂紙打磨平整。
4.2.4 粘貼碳纖維板材
(1)樹脂的主劑和固化劑應按規定的比例稱量準確,裝入容器用攪拌器均勻攪拌。一次調和量應在可使用時間內用完;
(2)碳纖維布在受力方向盡量避免搭接,如需搭接,則沿纖維方向的搭接長度須在100mm以上,端部用橫向碳纖維布固定;在搭接的部位要多涂抹一遍;
(3)貼碳纖維布前用滾筒刷將環氧樹脂均勻地涂抹于需粘貼的部位,涂刷厚度應滿足能滲透至碳纖維布表面;然后把按設計要求裁剪好的碳纖維布(除特殊要求外,碳纖維長度一般應在3m之內)用手輕壓貼于需粘貼的為止,并用羅拉(專用工具)沿碳纖維受力方向來回滾壓,使樹脂從兩邊溢出,使粘貼劑充分浸透纖維布。當平行粘貼多條碳纖維板時,兩板之間空隙應不小于5mm。待指觸干燥后,才能進行第二道碳纖維布的粘貼,方法同第一道;
(4)在粘貼兩層碳纖維板時,應連續粘貼,如不能及時粘貼,再開始粘貼前應對底層碳纖維板重新做好清潔工作;
(5)最后一層碳纖維粘貼完后,應仔細檢查,確保其涂刷均勻、周邊整齊;
(6)碳纖維布粘貼完,待指觸干燥后,再刮涂一層面膠,來回滾壓,使膠充分滲入到碳纖維布中去;待面膠指觸干燥后,表面做一層保護層(涂防火涂料或噴水泥砂漿);
(7)為保證構件加固后的正常使用,避免碳纖維布的老化和遭受其它損傷,還必須在碳纖維布加固層的外表面應進行密閉防護處理,即在碳纖維的表面抹不小于20mm厚的水泥砂漿,砂漿強度等級不低于M10。
4.2.5 養護
碳纖維板材施工后,應進行養護,保證養護期間的溫度不低于環氧樹脂的允許使用溫度;養護期一般在1-2周內,在此期間應采取有效可靠的方法進行防水、防塵、防碰撞措施,使其充分固化;對于有風吹、雨淋或有可能人為擾動的地方應進行遮擋封閉養護。同時,養護期間不得在加固部位上進行任何施工。
5 施工注意事項
(1)碳纖維板材為導電材料,施工碳纖維片材時應遠離電氣設備及電源,或采取可靠的防護措施。
(2)施工所用的各種配套樹脂應儲存于密閉容器中,遠離明火,避免日照、高溫;樹脂的配制和使用場所,應保持通風良好。
(3)施工過程中應避免碳纖維片材的彎折,否則容易開裂破壞。
(4)施工應在氣溫在5℃以下、相對濕度不大于85%、混凝土表面含水率在8%以上的環境下施工;當混凝土結構表面有結露的可能時,而又無有效措施時不得進行施工;如果低于5℃,應使用適于低溫的配套樹脂或采用其他加溫措施。
(5)碳纖維片材與混凝土表面之間應保持2mm的最小粘貼厚度。
(6)施工及檢查人員應采取相應的勞動保護措施,如穿防護工作服、配戴口罩、手套、防護眼鏡等防護用品,防止膠滴入眼睛。
(7)當樹脂粘附在皮膚上時,應立即用肥皂水沖洗,濺入眼內用清水清洗或及時就醫。
6 施工質量檢驗與驗收
6.1 施工質量檢驗
(1)混凝土表面處理后應平整,應清潔干燥、無油污;
(2)目測檢驗,表面無明顯的凹凸現象;
(3)碳纖維布粘貼后,表面應有均勻浸透至表層的粘貼樹脂,且無氣泡;
(4)防腐涂料防護的涂刷不應少于兩遍;
(5)每一道工序結束后均應按上述要求進行檢查,做好相關的驗收記錄,如出現質量問題,應立即返工。
6.2 加固工程竣工驗收
以評定碳纖維布與混凝土之間的粘結質量為主,用小錘輕敲碳纖維表面判斷粘結效果,以檢查是否有空鼓現象;有效粘結面積小于95%的,即應判定粘結無效,需重新施工。
7 結語
碳纖維布補強加固技術是一種新型加固技術,其具有施工簡便、耐久性好、抗腐蝕、不增加結構自重、原結構的影響較小、能有效封閉混凝土裂縫等優點,可有效提高混凝土結構的承載能力和抗疲勞性能,增強結構的抗震能力,綜合加固效果顯著。且隨著碳纖維材料成本的降低及國內外研究的不斷深入,該項技術在混凝土結構加固領域中的應用會越來越廣泛,具有廣闊的發展前景。
碳纖維板范文6
[關鍵詞]碳纖維片材；加固混凝土；技術
中圖分類號：F426.92；F406.72 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）44-0055-01
1.引言
纖維類材料（碳纖維布、碳纖維板、芳倫纖維及玻璃纖維）加固修復混凝土結構技術是采用配套粘結樹脂將碳纖維布粘貼于混凝土表面，起到結構補強和抗震加固的作用。廣泛適用于建筑梁、板、柱、墻等的結構加固；鐵路工程，港口工程和水利水電等工程中的砼結構加固和石切體結構搞震加固；特別適用于各類曲面結構，如橋梁、隧道、煙囪、筒倉等其它土木工程的加固補強， 這種加固技術不會對構件施加額外的荷載。對處于特殊環境（腐蝕、放射、高溫等）下的砼結構加固時，尚應遵守國家現行有關標準的規定并彩取相應的防護措施。
碳纖維片材可采用幾個方式對混凝土結構構件進行加固，如：（1）在梁、板構件的受拉區粘貼碳纖維片材進行受彎加固，纖維方向與加固處的受拉方向一致。（2）采用封閉式粘貼、u 形粘貼或側面粘貼對梁、柱構件進行受剪加固，纖維方向宜與受拉方向一致。（3）采用封閉式粘貼對柱進行杭震加固，纖細方向與柱軸向垂直。（4）當有可靠依據時，碳纖維片材也可用于其它形式和其它受力狀況的混凝土結構構件的加固。
2.碳纖維片材加固混凝土結構技術
用于土木建筑結構加固的碳纖維增強材料有很多，其片材結構如圖1，而碳纖維片材加固修補混凝土結構技術是一種新型的結構加固技術，且應用最多，主要利用樹脂類粘結材料將碳纖維片材粘結于混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。片材根據阿九纖維排列方向可分兩類：單向纖維片材和雙向纖維片材。
2.1材料
碳纖維片材又分碳纖維布和碳纖維板，加固修補混凝土結構所用材料主要為碳纖維材料與粘結用樹脂。材料及性能指標見表1、表2、表3。
2.2施工工藝
工藝流程為：卸荷基底處理涂底膠找平粘貼保護。
（1）卸荷：加固前應對所加固的構件盡可能卸荷。（2）基底處理：混凝土表層出現的剝落、空鼓、蜂窩、腐蝕等劣化現象的部位應予以鑿除，對于較大面積的劣質層面，在鑿除后應用不低于原混凝土強度等級的環氧砂漿修復。裂縫部位應用環氧砂漿進行封閉處理。除去混凝土表面浮漿、油污等雜質，突起部位要磨平，轉角粘貼處平滑過度，表面清理干凈，并保持干燥。（3）涂底膠（FP膠）：按主劑：固化劑=2：1的比例攪拌均勻，根據現場實際氣溫決定用量并嚴格控制時間，一般情況1h內用完。用滾筒刷將底膠均勻涂刷在混凝土表面，固化后再進行下一道施工。一般固化時間為2-3d。（4）找平：混凝土表面凹陷部位應用FE膠填平，轉角處也應用FE膠修補成光滑的圓弧，半徑不小于10mm。（5）粘貼：按設計要求的尺寸及層數剪裁碳纖維布，除特殊要求外，碳纖維長一般應在3m之內。調配、攪拌粘貼材料FR膠（使用方法與FP膠相同），然后均勻涂抹于待粘貼部位。粘貼碳纖維布，剝去離型紙，用特制滾子反復沿纖維方向滾壓，去除氣泡。多層粘貼重復上述步驟，在碳纖維布表面指觸干燥后方可進行上一層的粘貼。最后在碳纖維布表面均勻涂抹罩面FR膠。碳纖維布沿纖維方向的搭接長度不得小于100mm，端部用橫向碳纖維布固定。（6）保護：加固后的碳纖維布表面應采取抹灰或噴防火涂料進行保護。表面保護材料應于罩面FR膠具有可靠的粘結強度及良好的變形性能后再涂抹。當被加固結構處于其他特殊環境時，應采取相應地防護措施。
2.3 其他注意事項
主要是：（1）氣溫低于5℃，應停止施工。（2）施工時應考慮環境濕度對樹脂固化的不利影響。（3）施工安全技術、勞動保護、防火、防毒等應按國家現行的有關規定執行。（4）裁剪和使用碳纖維布時應盡量遠離電源。（5）施工人員應穿工作服，佩戴口罩和手套，嚴禁現場吸煙。（6）配制及使用膠的場所必須保持良好通風。