碳纖維加固的技術(shù)與特點(diǎn)

時(shí)間：2020-05-22作者：上海凱諾實(shí)業(yè)有限公司瀏覽：58

碳纖維材料加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新型結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，是指在構(gòu)件表面粘貼碳纖維材料，使碳纖維與混凝土牢固地粘結(jié)在一起并共同工作，達(dá)到加固結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)承載力和抗震性能，修補(bǔ)構(gòu)件缺陷的目的。被廣泛用于橋梁加固。 

一、碳纖維材料的性能優(yōu)勢(shì) 

碳纖維材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,簡(jiǎn)稱CFRP）加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種新型、的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。工程中采用的碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是利用樹脂膠結(jié)材料，將碳纖維材料粘貼于混凝土結(jié)構(gòu)表面，以達(dá)到結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)及改善結(jié)構(gòu)受力性能的目的。與傳統(tǒng)的加固方法相比，碳纖維加固技術(shù)具有以下性能優(yōu)勢(shì)。 

（1）高強(qiáng)度、高彈性模量。碳纖維的強(qiáng)度高，極限抗拉強(qiáng)度約為鋼材的10倍，彈性模量和鋼材相近。因此，在加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)中可以充分利用其高強(qiáng)度、高彈性模量的特點(diǎn)來提高混凝土結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的承載力和延性，改善其受力性能，達(dá)到加固修補(bǔ)的目的。 

（2）抗腐蝕能力強(qiáng)、耐久性好。碳纖維材料化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因而碳纖維加固后的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的抗腐蝕性和耐久性， 解決了其他加固方法所遇到的化學(xué)腐蝕問題； 同時(shí)也免去了粘鋼加固所需的定期防銹維護(hù)，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。 

（3）熱膨脹系數(shù)小。碳纖維材料的熱膨脹系數(shù)非常小，其在纖維方向的熱膨脹系數(shù)幾乎等于0。這一特性是目前其他任何材料無可比擬的， 垂直于纖維方向的熱膨脹系數(shù)雖然比較大， 但各向同性制品與其他材料相比又很小。 

（4）施工簡(jiǎn)便，工作效率高。碳纖維布加固不需要大型施工機(jī)械和重型設(shè)備，施工占用場(chǎng)地少，無濕作業(yè)，碳纖維布柔性好，可以根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸將其任意裁剪，操作簡(jiǎn)單，施工速度快。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，粘貼碳纖維的加固工效是粘貼鋼板加固工效的4～8倍。 

（5）施工質(zhì)量易于保證。碳纖維布是柔性材料，即使被加固構(gòu)件的表面不是非常平整，經(jīng)過修補(bǔ)后，有效粘貼率可達(dá)到95％以上。 

（6）對(duì)結(jié)構(gòu)影響小。碳纖維材料重量輕，厚度薄，經(jīng)加固修補(bǔ)后的構(gòu)件， 基本上不增加原結(jié)構(gòu)的自重及尺寸，不影響結(jié)構(gòu)的使用空間。 

一些建筑由于使用功能的改變，廠房升級(jí)改造，橋梁**負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致原結(jié)構(gòu)不滿足安全使用要求，或原結(jié)構(gòu)受到了一定程度的損壞，難以滿足當(dāng)前使用的需求，亟需進(jìn)行維修、加固，經(jīng)過加固處理后可以滿足安全使用要求。結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)很多，根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力特性，選用合適的加固技術(shù)尤為重要。碳纖維加固技術(shù)應(yīng)用成熟，碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。




技術(shù)規(guī)范要求

國內(nèi)很早通過的規(guī)范是2003年《碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，其編號(hào)為CECS146：2003,

碳纖維加固已經(jīng)被很新的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2013《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》代替,其編號(hào)為GB 50367-2013.碳纖維加固很近的標(biāo)準(zhǔn)是《結(jié)構(gòu)加固修復(fù)用碳纖維片材》GB/T 21490-2008,08年10月1日起執(zhí)行?！豆こ探Y(jié)構(gòu)加固材料安全性鑒定技術(shù)規(guī)范》。

碳纖維材料的特點(diǎn)

碳纖維與傳統(tǒng)的加大混凝土截面或粘鋼混凝土補(bǔ)強(qiáng)相比，具有節(jié)省空間，施工簡(jiǎn)便，不需要現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工質(zhì)量易保證，基本不增加結(jié)構(gòu)尺寸及自重，耐腐蝕、耐久性能好等特點(diǎn)。另外，采用該工法，可大大提高建筑物的使用壽命，降低加固成本。因此，碳素纖維作為劃時(shí)代的補(bǔ)強(qiáng)材料，而備受青睞和關(guān)注。

(1)抗拉強(qiáng)度高，是同等截面鋼材的7-10倍。

(2)重量輕，密度只有普通鋼材的1/4。

(3)耐久性好，可阻抗化學(xué)腐蝕和惡劣環(huán)境、氣候變化的破壞。

(4)施工方便快捷、省力節(jié)時(shí)、施工質(zhì)量易于保證。

(5)適用范圍廣，混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進(jìn)行加固?？纱蠓忍岣邩?gòu)件的承載能力、抗震性能和耐久性能。

碳纖維材料的適用范圍

碳纖維加固法可用于混凝土結(jié)構(gòu)抗彎、抗剪加固，同時(shí)廣泛用于各類工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)造物的防震、防裂、防腐的補(bǔ)強(qiáng)。

·混凝土結(jié)構(gòu)物、橋梁及建筑物的梁、柱、面板加固。

碳纖維材料粘貼原理分析

將抗拉強(qiáng)度較高的碳纖維用環(huán)氧樹脂預(yù)浸成為復(fù)合增強(qiáng)材料（單向連續(xù)纖維）；用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補(bǔ)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)上，形成一個(gè)新的復(fù)合體，使增強(qiáng)粘貼材料與原有鋼筋混凝土共同受力增大結(jié)構(gòu)的抗裂或抗剪能力，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、抗裂性和延伸性。

碳纖維加固施工步驟

施工準(zhǔn)備-砼表面處理-涂刷底膠-構(gòu)件表面殘缺面修補(bǔ)-裁剪碳纖維布-配置碳纖維膠-涂膠-粘貼碳纖維

-表面養(yǎng)護(hù)

針對(duì)混凝土構(gòu)件有開裂情況采用碳纖維加固的技術(shù)要點(diǎn)分析：

1． 混凝土表面處理

1 將混凝土構(gòu)件表面的殘缺、破損部分清除干凈。

2 對(duì)經(jīng)過剔鑿、清理和露筋的構(gòu)件殘缺部分，進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原。

3 裂縫修補(bǔ)：縫寬小于0.2mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂進(jìn)行表面涂刷密封；大于0.2mm的裂縫用環(huán)氧樹脂灌縫。

4 打磨：將構(gòu)件表面凸出部分（混凝土構(gòu)件交接部位、模板的接槎等）打磨平整，修復(fù)后的構(gòu)件表面盡量平順。

5 清洗打磨過的構(gòu)件表面，并使其充分干燥。

2． 缺陷部位涂刷底膠

將配好的底膠（粘結(jié)劑），用涂刷均勻于缺陷部位的砼表面。

3． 構(gòu)件表面殘缺面的修補(bǔ)

用環(huán)氧膩?zhàn)訉?duì)構(gòu)件表面殘缺面的修補(bǔ)是十分重要的一步，要點(diǎn)如下：

1 膩?zhàn)又鲃?、固化催進(jìn)劑、固化劑按規(guī)定比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。

2 構(gòu)件表面凹陷部位用環(huán)氧膩?zhàn)犹钇?，修?fù)至表面平整。在殘缺修補(bǔ)中使用環(huán)氧膩?zhàn)訒r(shí)，要在氣溫-5℃以上，相對(duì)濕度小于85%的條件下施工。膩?zhàn)油抗魏?，表面仍存在的凹凸糙紋，應(yīng)再用砂紙打磨平整。

4． 涂刷底膠

將配好的底膠（粘結(jié)劑），用滾筒均勻涂刷于需要粘結(jié)的砼表面。

5． 粘貼碳纖維

粘貼碳纖維材料之前，首先應(yīng)確認(rèn)粘貼表面干燥。氣溫在-10℃以上，相對(duì)濕度RH>85%時(shí)，如無有效措施不得施工。為防止碳纖維受損，在碳纖維材料運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裁切和粘貼過程中。應(yīng)用鋼直尺與壁紙刀按規(guī)定尺寸切斷碳纖維材料，每段長(zhǎng)度一般以不**過6m為宜。為防止材料在保管過程中損壞，材料的裁切數(shù)量應(yīng)按當(dāng)天的用量裁切為準(zhǔn)。碳纖維縱向接頭必須搭接20cm以上。該部位應(yīng)多涂樹脂，碳纖維橫向不需要搭接。其施工工藝要點(diǎn)如下：

1 粘貼樹脂的主劑、固化催促劑和固化劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確，裝入容器，用攪拌器攪拌均勻。一次調(diào)和量應(yīng)以在可使用時(shí)間內(nèi)用完為準(zhǔn)。

2 粘貼時(shí)，在碳纖維和樹脂之間盡量不要有空氣?？捎昧_拉（**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。


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• 詞條

  詞條說明

• 安徽碳纖維布廠家

  安徽碳纖維布廠家是一家專業(yè)生產(chǎn)碳纖維布、碳纖維制品的廠家，位于安徽省合肥市，擁有**的生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)力量，致力于為客戶提供高質(zhì)量、高性能的碳纖維產(chǎn)品。該廠家的產(chǎn)品種類豐富，涵蓋了各種規(guī)格和用途的碳纖維布，包括碳纖維加固布、碳纖維防護(hù)布、碳纖維編織布、碳纖維卷材等。這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建筑、交通、機(jī)械、電子等領(lǐng)域，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、抗疲勞、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足客戶的不同需求。該廠家的生產(chǎn)流程嚴(yán)格控

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