目前市場上售賣的碳纖維布比較雜亂,很多牌子聽都沒聽過,甚至沒有匹配相應(yīng)的使用說明書,令客戶在購買的時(shí)候很是不安,不知道怎么選擇。所以很多客戶為了保證加固工程的質(zhì)量,指定購買國際大品牌,如日本東麗、東邦等。
這些大品牌固然是好,但是由于航空運(yùn)輸、技術(shù)持有等因素,使得它們的價(jià)格也比一般的國產(chǎn)品牌要貴很多;另外,從情感上來說,國產(chǎn)品牌是我們傲嬌世界的敲門磚,國人理應(yīng)支持國貨,為此獻(xiàn)一份力。
有的人說了,難道讓我放棄工程質(zhì)量來支持國貨嗎?
當(dāng)然不是了。大家之所以對國產(chǎn)碳纖維布印象不佳,是因?yàn)槟切斑z珠”你還沒有發(fā)現(xiàn)!國產(chǎn)碳纖維布并非都是差的,好的廠家比比皆是,只是做出品牌的比較少。好的品牌如上海悍馬,產(chǎn)品大多用在建筑加固補(bǔ)強(qiáng)上,其在用戶當(dāng)中的口碑很好,是國產(chǎn)品牌中的佼佼者。
碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料因其優(yōu)異的力學(xué)性能,成為近年來被大量應(yīng)用于多種結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固中的一種新型材料。同時(shí)隨著橋梁加固技術(shù)的不斷進(jìn)步,碳纖維粘貼補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)在理論設(shè)計(jì)和施工等方面也得到了進(jìn)一步完善和發(fā)展,成為目前研究的熱點(diǎn)。
采用碳纖維加固的混凝土結(jié)構(gòu),屈服荷載和極限承載力都有明顯提高,碳纖維高強(qiáng)高彈模的特性對結(jié)構(gòu)的剛度提高也有所貢獻(xiàn),結(jié)構(gòu)破壞形式明顯改善,從脆性破壞向延性破壞轉(zhuǎn)變。
碳纖維布的加固原理
用于建筑結(jié)構(gòu)加固的碳纖維材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能,其抗拉強(qiáng)度一般為建筑用鋼材的十幾倍;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,在承受較低的荷載時(shí),一部分應(yīng)力水平較高的碳纖維絲首先達(dá)到其抗拉強(qiáng)度并退出工作狀態(tài),以此類推,各碳纖維絲逐漸斷裂,直至整體破壞。而使用粘結(jié)劑后,各碳纖維絲能很好地共同工作,大大提高碳纖維布的抗拉強(qiáng)度,故碳纖維加固首先必須使碳纖維布中的碳纖維絲能共同工作,因此粘結(jié)劑對碳纖維布的加固起著關(guān)鍵的作用,它既要確保各碳纖維絲共同工作,同時(shí)又要確保碳纖維布與結(jié)構(gòu)共同工作,從而達(dá)到加固的目的。
試驗(yàn)方案
在預(yù)應(yīng)力混凝土空心板跨中混凝土及碳纖維上粘貼電阻應(yīng)變片,按《預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ321-90)對預(yù)應(yīng)力混凝土空心板進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)。在1.0倍正常使用短期荷載檢驗(yàn)值作用下持荷30min,其余每級荷載作用下持荷10min。持荷結(jié)束時(shí),使用靜態(tài)電阻應(yīng)變采集儀跟蹤記錄混凝土及碳纖維在各級荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變情況,用百分表量測空心板在各級荷載作用下的撓度變化,用讀數(shù)顯微鏡觀測裂縫寬度并記錄裂縫開展情況。為檢驗(yàn)預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的承載力情況,所有試驗(yàn)均做到破壞為止。
試驗(yàn)結(jié)論
(1)采取粘貼碳纖維加固預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,可以有效地提高預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的承載力。
(2)在同樣荷載作用下,粘貼碳纖維加固后可以有效減少預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的撓度。
(3)粘貼碳纖維加固后預(yù)應(yīng)力混凝土空心板的開裂荷載增大。
(4)采取粘貼碳纖維加固預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,基本不影響構(gòu)件的截面高度及自重,對用戶空間的凈高度及建筑物的其他結(jié)構(gòu)沒有影響。
(5)試驗(yàn)中碳纖維拉應(yīng)變?yōu)?2000με,建議設(shè)計(jì)時(shí)碳纖維抗拉強(qiáng)度取2000MPa。
結(jié)語
隨著人們對碳纖維材料的進(jìn)一步深入研究以及碳纖維加固技術(shù)的推廣和實(shí)踐,碳纖維加固的不足會(huì)逐步得到克服,碳纖維材料的性能會(huì)更加優(yōu)良,碳纖維加固理論及加固技術(shù)將逐步走向成熟,碳纖維加固技術(shù)在工程加固領(lǐng)域?qū)缪菰絹碓街匾慕巧?br>

隨著既有建筑的不斷增多,結(jié)構(gòu)加固已經(jīng)成為建筑行業(yè)中不可缺少的一環(huán),無論是結(jié)構(gòu)因功能改變需要提高承載力,還是進(jìn)行抗震加固,都離不開結(jié)構(gòu)加固。結(jié)構(gòu)加固中采用的加固材料,從源頭上直接影響著加固的質(zhì)量,劣質(zhì)的加固材料,會(huì)降低加固效果,甚至導(dǎo)致加固失效,影響結(jié)構(gòu)安全性能。
在眾多的加固方法中,碳纖維布加固憑借施工簡單、操作靈活、提高承載力明顯等優(yōu)點(diǎn),逐步得到了越來越多的認(rèn)可,至今已成為常用的加固方法之一。碳纖維布使用廣泛,對結(jié)構(gòu)安全影響深遠(yuǎn),為了保障結(jié)構(gòu)安全,在選用碳纖維布時(shí),就必須選用優(yōu)質(zhì)碳纖維布安全風(fēng)險(xiǎn)。
那么在碳纖維的選購中,如何辨別優(yōu)劣呢?
碳纖維布是利用碳纖維原絲編制而成,而碳纖維原絲的好壞就在根本上影響到了碳纖維布的性能。從絲束角度看,碳纖維布中允許使用的碳纖維原絲分為12K或12K以下的小絲束纖維,這是由于大絲束纖維會(huì)導(dǎo)致浸漬膠浸漬困難,影響碳纖維布的力學(xué)性能與工藝性能。
除了小絲束與大絲束之間的區(qū)別,碳纖維原絲與碳布一樣,都存在不同的強(qiáng)度類別。據(jù)調(diào)查,碳纖維布采用的原絲基本為T300與T700兩種,二者強(qiáng)度分別為3530MPa與4900MPa。規(guī)范中對于高強(qiáng)I級碳布的強(qiáng)度要求為3400MPa,看似T300強(qiáng)度就可以滿足高強(qiáng)I級的要求,事實(shí)卻并非如此。
無論是編織工藝還是原絲含量的原因,碳纖維原絲在編織成碳纖維布后強(qiáng)度會(huì)降低,并且降低幅度十分明顯??ū緢?jiān)持采用T700碳纖維原絲,并經(jīng)過不斷的技術(shù)改良、創(chuàng)新,將碳纖維布強(qiáng)度提升至3000-4000MPa。出于強(qiáng)度要求及安全儲(chǔ)備的角度考慮,T700原絲編織而成的碳布無疑問是更好的保障。
編織工藝,同樣是影響碳纖維布性能的重要因素。編織工藝首先與編制所用機(jī)器有關(guān),但在好的機(jī)器的前提下,還需注意每一根原絲在編制的過程中是否順直,原絲的松懈會(huì)令碳布表面產(chǎn)生褶皺,在后期的施工過程中會(huì)產(chǎn)生空鼓,產(chǎn)生安全隱患。
質(zhì)量的保證,離不開產(chǎn)品自檢與第三方的檢驗(yàn)。保證原絲的質(zhì)量以及編制工藝的前提下,碳布在編制過程中仍然存在出現(xiàn)次品的概率,因此內(nèi)部的自檢工作就顯得尤為重要。完善的自檢制度、以及次品的堅(jiān)決廢棄不投入使用,是卡本碳纖維布能夠放心使用的根本保證。
另一方面,第三方檢測報(bào)告也是碳纖維布性能好壞的證明。第三方檢測報(bào)告通過對產(chǎn)品進(jìn)行公平、公正的測試,還原產(chǎn)品的真實(shí)性能。第三番檢測報(bào)告種類較多,包含常規(guī)檢測報(bào)告、安全性鑒定、無毒檢測報(bào)告等。當(dāng)然,考慮到檢測報(bào)告的權(quán)威性,一般由檢測單位出具的報(bào)告會(huì)更有說服力。
以上,就是從根本上辨別碳纖維布優(yōu)劣的幾大方向。加固材料,關(guān)系到后期結(jié)構(gòu)的安全,因此必須謹(jǐn)慎,將質(zhì)量放在前面,無疑問是較好的選擇。

碳纖維布作為工程結(jié)構(gòu)加固常用的纖維材料之一,目前市場上有著300g/㎡和200g/㎡兩種型號(hào),因?yàn)槠淇酥夭煌鋬r(jià)格也有較大的差別,有的人就會(huì)問該如何選擇使用哪種型號(hào)的碳纖維布進(jìn)行加固施工,但是不同克重的碳纖維布僅僅只是重量不同嗎?為你解讀它們到底有什么不同。
首先大家都知道碳纖維布是由12k小絲束碳纖維原材進(jìn)行編制而成,在編織方面200g/㎡的碳纖維布使用的是24根12k碳纖維原絲進(jìn)行編織,而300g/㎡的碳纖維布則是采用36根12k碳纖維原絲進(jìn)行編織。
與此同時(shí)其厚度也有所不同,200g/㎡的碳纖維布其設(shè)計(jì)厚度為0.111mm,然而300g/㎡的碳纖維布其設(shè)計(jì)厚度則是0.167mm。
由于克重的不同,則證明了每平方米碳纖維布種碳纖維的有限含量不同,其力學(xué)性質(zhì)會(huì)有著明顯的差異。
大家都知道國標(biāo)中對與碳纖維布的力學(xué)性能有著明確的要求,對于高強(qiáng)I級的單向碳纖維布來說其抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于3400MPa,即就是說市場上的碳纖維布都應(yīng)該滿足國標(biāo)中這個(gè)基本要求才算合格,才能大量應(yīng)用于加固工程當(dāng)中。200g/㎡克重的碳纖維布其抗拉強(qiáng)度已達(dá)到3600MPa~4000MPa,然而300g/㎡克重碳纖維布的抗拉強(qiáng)度更是達(dá)到了3800MPa~4300MPa的高度。
1、按照設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布,裁剪的數(shù)量應(yīng)保證在當(dāng)天用完,避免浪費(fèi)。并妥善保管裁剪好的碳纖維布。
2、碳纖維布要做好防潮處理,存放、運(yùn)輸、施工過程中都應(yīng)避免碳布的彎折。
3、碳纖維布配套樹脂應(yīng)密封儲(chǔ)存,遠(yuǎn)離火源,避免陽光直接照射和有高溫源的地方。
4、碳纖維為導(dǎo)電纖維,施工過程中應(yīng)避免與電源接觸,以免發(fā)生觸電事故。粘貼碳纖維布時(shí),操作人員必須穿工作服,戴好防護(hù)口罩和防護(hù)手套。
5、樹脂的配制和使用場所,應(yīng)保持通風(fēng)良好。
6、在現(xiàn)場施工的工作人員應(yīng)采取相應(yīng)的有效保護(hù)措施。
碳纖維布加固補(bǔ)強(qiáng)混凝土梁板時(shí),截面的平均應(yīng)變?nèi)苑掀浇孛婕俣ㄔ瓌t,在計(jì)算分析中,可將其做為一個(gè)基本假定。根據(jù)平截面假定,碳纖維的應(yīng)變應(yīng)略大于鋼筋應(yīng)變,為簡化計(jì)算,可以近似認(rèn)為碳纖維的拉應(yīng)變等于鋼筋拉應(yīng)變,按照拉力相等的原則,可將碳纖維布的面積轉(zhuǎn)化為等效鋼筋面積,然后根據(jù)鋼筋混凝土單筋矩形截面受彎構(gòu)件的正截面承載力設(shè)計(jì)公式進(jìn)行計(jì)算。
總的來說粘貼碳纖維布加固法是一種簡單便捷的加固方法,但是它也不是萬能的,在規(guī)范中明確指出,粘貼碳纖維布加固法在提高構(gòu)件承載力的時(shí)候,多只能提高其承載力的40%,所以在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選則合理的加固方法,才能達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的真正目的!

碳纖維布越來越多的應(yīng)用在建筑加固工程上,由于其出色的抗拉性、韌性,并且抗酸抗腐蝕,已成為目前主流的加固方式之一。但是目前市面上的碳纖維布生廠商實(shí)力參差不齊,對于施工質(zhì)量的把握能力也是有高有低,很多碳纖維布加固工程結(jié)束后,并沒有系統(tǒng)的檢驗(yàn)工程質(zhì)量,給日后的安全問題造成隱患。那碳纖維布施工之后應(yīng)如何檢測其粘貼質(zhì)量呢?現(xiàn)在,小悍給大家講講碳纖維布加固后的檢測步驟。
一般來說,我們可以通過簡單的錘擊法來檢測碳纖維布的粘貼質(zhì)量,通過對每一寸的碳纖維布進(jìn)行錘擊,檢測碳纖維布與混凝土之間是否存在空鼓情況,如發(fā)現(xiàn)空鼓,則說明碳纖維布與混凝土沒有完全貼合,沒用達(dá)到共同受力的目的,如空鼓面積低于施工總面積的95%,則說明此次加固工程是不合格的,需要對工程進(jìn)行返工。
碳纖維補(bǔ)強(qiáng)對加固構(gòu)筑物有著的效果,它可以限度地保留原來建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),不增加構(gòu)筑物的重量,不改變原建筑結(jié)構(gòu)的外型,施工速度快且工程造價(jià)低。碾子溝水庫泄洪洞加固施工僅用時(shí)4 d,投資4 萬余元便解決了安全隱患,目前,泄洪洞運(yùn)行良好。
修復(fù)加固具體做法是沿鋼筋混凝土發(fā)電管、灌溉管的全長和全斷面粘貼碳纖維布和玻璃纖維布。該工程2002 年12 月15 日開工,于2003 年1 月25 日基本完工。經(jīng)過一年多運(yùn)行檢驗(yàn),加固效果良好,工程造價(jià)比鋼板襯砌加固降低了30%~40% 。
碳纖維材料在隧洞加固中優(yōu)點(diǎn)十分突出,主要如下:
(1)可以任意裁剪,加固各種形狀(圓形或復(fù)雜曲面)的結(jié)構(gòu)。
(2)加固補(bǔ)強(qiáng)時(shí)不需要使用大型加固機(jī)具,工程效率高,施工速度快。
(3)耐腐蝕、抗?jié)B、抗沖刷。
(4)碳纖維布糙率(0.007),低于混凝土表面糙率(0.014),在加固段可以增大流量系數(shù),提高管道的過流能力。
(5)可有效封閉混凝土裂縫,從而延緩或消除裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展。
(6)加固后不改變原有斷面的大小和形狀。
(7)加固效果好,不需要進(jìn)行后期維修,較為經(jīng)濟(jì)。
碳纖維加固主要用于加固受拉、受剪、拉彎的鋼筋混凝土構(gòu)件,且理論已十分成熟,相應(yīng)計(jì)算可依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006及《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS146:2003)。
碳纖維材料雖然具有十分突出的優(yōu)點(diǎn),但也要注意以下幾個(gè)問題,一是進(jìn)口碳纖維布產(chǎn)品價(jià)格比較昂貴,而國內(nèi)產(chǎn)品的質(zhì)量性能還存在著一定的問題。例如材料的勻質(zhì)性較差導(dǎo)致受力不均,碳纖維片預(yù)浸樹脂含量過高,碳纖維斷絲率過高,樹脂質(zhì)量也欠佳,這些都影響補(bǔ)強(qiáng)質(zhì)量;二是對于一些特殊構(gòu)件,加固理論還不成熟。
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