很多沒有從事了解過這行的朋友也許對碳纖維布感覺到非常的陌生,因為國內(nèi)碳纖維布也是這幾年才慢慢流行于建筑當中來的,能夠在房屋建筑中起到很好的用途,利于一些特別是用在時間比較長的混泥土商,我們都是挺常用的.
碳纖維是隨著各類事業(yè)發(fā)展起來的新型材料,近年來被廣泛的應用于航空、車輛、體育休閑、水利、鐵路等項目中,今天我們討論的建筑碳纖維,顧名思義就是建筑工程上用的碳纖維加固材料,它是如何在建筑上運用的?一起來看一看。
建筑用的碳纖維是什么材料制作的?
建筑用的碳纖維是采用聚丙烯腈基原絲編織而成的單向布,單向碳纖維布應用于對混凝土、鋼或者其他構(gòu)件的修復、加固效果明顯,其抗拉強度可以達到3500MPa以上,為普通建筑用鋼材的10倍,而比重僅為鋼材的四分之一,是建筑加固的得力助手。總的一句話,建筑碳纖維是一種高強輕質(zhì)的高性能材料。
碳纖維只可以用來加固受損的建筑嗎?
碳纖維除了用于加固受損建筑,還可以用于建筑功能改造、荷載增加等。
碳纖維的優(yōu)點
1、自重輕,施工方便快捷,不增加結(jié)構(gòu)荷載;
2、輕度高,能靈活地用于抗彎、封閉箍和抗剪加固;
3、柔和性好,不受結(jié)構(gòu)(梁、柱、通風筒、管道、墻體等)外形限制;
4、耐久性佳,抗化學腐蝕和惡劣環(huán)境氣候變化的能力強;
5、抗高溫、抗蠕變、抗磨蝕、抗震性能好;
6、符合環(huán)境要求;
7、適用范圍廣、混凝土構(gòu)件、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)均可進行加固。
建筑用碳纖維型號
克重:200g/㎡、300g/㎡
厚度:0.111mm(200g)和0.167mm(300g)
寬度:100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊寬度。
建筑碳纖維膠
建筑碳纖維膠是建筑碳纖維布的配套用膠,包括底膠、找平膠和浸漬膠。底膠的作用是對鑿除后的破損混凝土進行滲透粘結(jié)加固,若構(gòu)件表面完好無損則無需進行加固;找平膠用于加固構(gòu)件表面缺陷的修補找平;浸漬膠用于浸漬和粘結(jié)碳纖維布,從而對構(gòu)件進行補強加固。
碳纖維施工
1.混凝土表面處理
混凝土面應鑿除粉飾層,油污、污物等,然后用角磨機磨去1~2mm厚表層,混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應進行倒角處理,打磨完畢用壓縮空氣吹凈浮沉,然后用棉布蘸酒精試凈表面,保持干燥備用。若被補強的混凝土存在裂縫,應先視裂縫大小選用HM-120M灌注膠或HM-120L灌縫膠灌注后再進行補強。
2.底膠施工
施工時,底膠A、B兩組份按規(guī)定的配膠比例稱重,倒入潔凈容器內(nèi)并攪拌均勻(攪拌時沿同一方向攪拌,盡量避免混入空氣形成氣泡。用毛刷或滾筒刷在混凝土表面均勻涂刷,膠表層干燥以后,可視具體情況進行多次涂刷,但是涂層厚度不超過0.4mm,并不得漏刷或有流淌、氣泡,等膠固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定,以手指觸感干燥為宜,一般不小于2小時),再進行下一道工序。)每次配制的皎液應在膠的適用期內(nèi)一次用完。
建筑碳纖維
3.找平施工
混凝土表面氣孔及問題應使用找平膠補平。存在凹陷部位時,將配置好的找平膠用刮刀嵌刮進行修補填平,模板接頭等出現(xiàn)高度差的部位應用找平膠填補,盡量減少高差。轉(zhuǎn)角的處理,應用找平膠將其補為光滑的圓弧,半徑不小于20mm。找平膠須固化后(固化時間視現(xiàn)場氣溫而定,以手指觸感干燥為宜,一般不少于2小時),方可進行下一道工序。
4.碳纖維布的粘貼
將碳纖維浸漬膠均勻涂抹于被粘貼部位,拐角部位適當多涂抹一些。將碳纖維布拉緊對齊后粘貼,用塑料刮板 或滾筒(用去掉外邊絨毛的涂料滾筒即可),沿同一方向反復滾壓,直至膠料滲出。然后在碳纖維布外表面也均勻涂抹浸漬膠,并反復滾壓,使浸漬膠雙向充分浸潤碳纖維布。若多層粘貼,待手指觸感干燥,可進行下一層粘貼。碳纖維布若需搭接,搭接長度不宜小于100mm。
5.固化養(yǎng)護
施工完成后24小時內(nèi)防止雨淋或受潮,并注意保護,防止硬物碰傷施工表面。平均氣溫20~25℃,固化時間不得少于3天;平均氣溫為10℃,固化時間不得少于7天。

碳纖維本身的抗拉強度是很高的,復合后表現(xiàn)的自然是增強效果。碳纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)主要是通過建筑結(jié)構(gòu)膠將兩者粘結(jié)成一體,保證兩者共同受力,而且碳纖維布材料輕且薄,基本不增加結(jié)構(gòu)自重,同時還能提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力和延性,改善受力性能。重要的一點是對于碳纖維布和混凝土結(jié)構(gòu)界面力學性能的研究加快了該加固技術(shù)的使用。
像碳纖維布、鋼筋、竹子這些材料,很容易彎曲。所以,往往產(chǎn)生疑問,為什么這些東西,能用在很堅固的建筑上面,作為承重呢?
換個角度,你就明白了。比如把這些材料兩端拉直,固定好,在上面放東西。即使承拉能力差的幾根竹子,在承載幾頓的重物下,也不會產(chǎn)生大的形變。碳纖維布,加固鋼筋混凝土的原理也是如此。假設(shè)對一個樓板進行加固,在樓板底部用工業(yè)膠固定好碳纖維布。這時候,把樓板中間鋼筋全部切斷,那么樓板就相當于重物,而碳纖維布就相當于被拉直,死死固定在兩端,支撐住樓板,而自身不會產(chǎn)生大的形變。并且碳纖維同時具有高比強度、高比模量、耐高溫、耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能。
這個時候,令人擔心的,反而是固定住碳纖維布的膠能不能死死的粘住梁、樓板跟碳纖維布,固定時使用的膠的好壞也是非常重要的。

碳纖維布主要應用于以下五個領(lǐng)域:
一是在宇航:主要應用于機身、方向舵、火箭的發(fā)動機殼、散流器、太陽能電池板等;二是體育器材:主要應用于汽車部件、摩托車零件、釣魚桿、棒球棍、滑雪橇、快艇、羽毛球拍等;三是工業(yè):主要應用于發(fā)動機部件、風機葉片、傳動軸、以及電器零部件等;四是消防:適用于部隊、消防、鋼廠等特殊類的防火服制作;五是建筑:建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土強度等級低于設(shè)計值。
結(jié)構(gòu)裂縫處理、惡劣環(huán)境服役構(gòu)件修繕、防護;執(zhí)行標準GB50550-2010建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范,防火等級:A級-不燃,執(zhí)行標準GB8624-2006,德國標準DIN4102 A1級,土木建筑,橋梁、隧道、混凝土結(jié)構(gòu)抗震、加固、補強材料:碳纖維布用于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉、抗剪和抗震加固,該材料與配套膠粘劑共同使用,可構(gòu)成完整的同固碳纖維布材增強體系。該體系適用于梁、 柱、板、隧道、圓形、弧等。
應用性能主要提現(xiàn)以下幾點: 樓房鋼筋加固; 梁、柱斷裂加固;加層抗震加固;高架、橋梁維修加固;剪力墻開門加固;陽臺根部斷裂加固。

今天就來幫大家分析一下碳纖維布為何一層薄薄的“布”卻能加固橋梁、樓房等混凝土的神奇原理。
雖然碳纖維布也叫作“布”,但此“布”非彼“布”。碳纖維布之所以能用于結(jié)構(gòu)加固,主要是取決于它較高的抗拉強度。采用高性能的碳纖維配套樹脂浸漬膠粘結(jié)于混凝土構(gòu)件的表面,利用碳纖維材料良好的抗拉強度,達到增強構(gòu)件承載能力及強度的目的。
比如,I級300g碳纖維布的抗拉強度能夠達到3400MPa,遠高于鋼筋,因此,將碳纖維布粘貼至混凝土受拉區(qū),能夠起到與受拉鋼筋相同的作用,提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。需要注意的是,不同廠家所生產(chǎn)的碳纖維布質(zhì)量也不同,無論是布面凹凸不平、抗拉強度不足或碳纖維原絲數(shù)量不足等缺陷,都會對后期安全造成安全隱患。
當然,碳纖維布之所以有如此大的威力,單靠它自己的力量是不夠的。它還需要搭配浸漬膠才能起到它的作用。
浸漬膠的粘接作用是碳纖維布與混凝土基材形成整體共同工作的根本保障。
若浸漬膠效果差,碳纖維布發(fā)生剝離破壞會導致加固瞬間失效,危及生命安全。因此在結(jié)構(gòu)加固中,應選用強度高,且耐久性好的浸漬膠,避免購買前期強度尚可而后期衰減快的劣質(zhì)結(jié)構(gòu)膠。
還有一種情況容易引起我們的忽視,那就是選用不同廠家的碳纖維布與浸漬膠共同加固。
事實上,由于制作工藝的不同導致產(chǎn)品良莠不齊,并非所有的碳纖維布與浸漬膠均能適配,當采用不同廠家的碳纖維布與浸漬膠時,應進行適配性試驗。
總之,碳纖維布的用處很大,選擇好的碳纖維布是對我們安全的一種保障。
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