本文作者:盘锦钢结构设计

碳纤维加固的原理及作用(碳纤维加固方法的特点和施工工艺)

盘锦钢结构设计 2周前 ( 11-15 20:29 ) 1001 抢沙发
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碳纤维布怎么样?碳纤维布特点及应用

碳纤维布也叫碳纤维编织布、碳纤维加固布、碳纤维带等,它是采用的12K碳纤维织造而成的。碳纤维布可以用于一些结构构件的抗拉、抗震加固,可以处理建筑裂缝,修缮和加固一些其它的工程中的缺陷。碳纤维布与它的配套浸渍胶一起使用可以成为碳纤维复合材料,它的性能就更加优越了。碳纤维布适用的范围越来越广泛,按恶魔碳纤维布到底好在哪里呢?下面我们一起去了解一下。

碳纤维布工艺原理

碳纤维布加固原理是:采用高性能的碳纤维配套树脂浸渍胶粘结于混凝土构件的表面,利用碳纤维材料良好的抗拉强度,达到增强构件承载能力及强度的目的。

碳纤维布产品特点

强度高,密度小,厚度薄,基本不增加加固构件自重及截面尺寸。适用面广,广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。施工便捷,无需大型机具设备,没有湿作业,无需动火,无需现场固定设施,施工占用场地少,施工工效高。高耐久性,由于不会生锈,非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用。

适用于各种结构类型,各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。适用于港口工程和水利水电等工程中混凝土结构、砌体结构、木结构的补强和抗震加固,特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。基层混凝土的强度要求不低于C15。施工环境温度在5~35℃范围内,相对湿度不大于70%。

  碳纤维布主要用途

一、碳纤维布应用领域:

1) 宇航:机身、方向舵、火箭的发动机壳、导弹散流器、太阳能电池板等。

2) 体育器材:汽车部件、摩托车零件、钓鱼杆、棒球棍、滑雪橇、快艇、羽毛球拍等。

3) 工业:发动机部件、风机叶片、传动轴、以及电器零部件等。

4) 消防:适用于部队、消防、钢厂等特殊类高档的防火服制作。

5) 建筑:建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计

结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护;执行标准GB50550-2010建筑结构加固工程施工质量验收规范,防火等级:A级-不燃,执行标准GB8624-2006,德国标准DIN4102 A1级,土木建筑,桥梁、隧道、混凝土结构抗震、加固、补强材料:碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固,该材料与配套胶粘剂共同使用,可构成完整的性能卓越的同固碳纤维布材增强体系。该体系适用于梁、 柱、板、隧道、圆形、弧等。

  二、碳纤维布应用性能:

1) 漏放钢筋加固

2) 梁、柱断裂加固

3) 加层抗震加固

4) 高架、桥梁维修加固

5) 剪力墙开门加固

6) 阳台根部断裂加固

A 自重轻,能在狭小的空间操作,施工过程不受影响

B 使用强度高,能灵活的用于抗弯、抗剪和抗压的工程结构中

C 具有优良柔韧性,能包裹复杂的外形构件

D 满足各种构件表面(桥梁、隧洞、板、梁、柱、通风桶、管道、墙体等) 的抗碱抗化学腐蚀要求

E 可对织物进行重复利用,覆盖平整;对装修影响小,贮存寿命长;容许操 作期限长,在操作前、操作中和操作后都允许环境存在一定的差异

F 抗高温、抗蠕变、耐磨损、抗震性能良好

碳纤维布是一种非常实用的加固材料,它在很多行业当中都起着非常重要的作用。碳纤维布的质量非常重要,它直接决定着施工的质量,所以在选购碳纤维布的时候要认真辨别。一些不法商家用玄武岩纤维涂上黑色来冒充碳纤维,消费者可以使用火烧一下,真正的碳纤维布不会卷曲,烧的地方会和铁丝一样发红,摸上去也很顺滑。还有一点要注意,碳纤维布是一种导电材料,在施工的过程当中要采取一定的防护措施,保护施工人员的安全

碳纤维技术在工程加固中的应用?

碳纤维技术在工程加固中是如何应用的?技术原理是什么?请看中达咨询编辑的文章。

1、碳纤维加固结构构件技术原理

外贴纤维增强复合材料加固混凝土技术是通过在混凝土结构外部粘贴纤维增强复合材料片材,通过二者协同受力,达到加固目的。碳纤维材料具有高强度、高弹性摸量、重量轻及耐腐蚀性好等特点,其抗拉强度是普通钢筋的十倍左右,弹性模量略高于普通钢筋的弹性模量。加固修复混凝土结构所有碳纤维材料主要为两种:碳纤维材料与配套树脂。

其中碳纤维的抗拉强度为建筑钢材的十倍,而弹性模量与钢材相当,某些(如高弹性)碳纤维的弹性模量甚至在钢材的两倍以上,且施工性能与耐久性良好,是一种很好的加固修复材料;配套树脂则包括底层树脂、找平树脂及粘结树脂,前两者的作用是为了提高碳纤维的粘结质量,而后者的作用则是使碳纤维与混凝土能够形成一个复合性整体,并且共同工作,提高结构构件的抗弯、抗剪承载力,达到对结构构件进行加固、补强的目的。

2、受弯构件正截面加固设计计算

2.1基本假定碳纤维材料加固后混凝土梁的极限承载力计算采用如下基本假定:①受拉区混凝土的作用忽略不计;②梁受弯后,混凝土、钢筋及碳纤维应变符合截面假定;③碳纤维材料采用线弹性应力—应变关系:δcf=EcfXεcf,且ε0.01。

④当考虑二次受力影响时,应按构件加固前的初始受力情况,确定纤维复合材料的滞后应变;⑤由于外贴的碳纤维布很薄,近似认为CFRP布中心离梁顶的距离与梁高相等;⑥在到达抗弯承载力极限状态前,加固材料与混凝土之间不致出现黏结剥落破坏。

2.2加固设计方法在矩形截面受弯构件的受拉边混凝土表面上粘贴纤维复合材料进行加固时,其正截面承载力应符合下列规定,即

当X≥2a’时

M≤a1fcobx(h-X/2)+f’yoA’so(h-a’)-fyoAso(h-ho)

a1fco=fyoAso+фfffAfe-f’yoAso

фf={(0.8εCUh/x)-εCU-εfo}/εf

3、碳纤维材料的加固工程

某汽车配件厂建于2001年,五层框架结构,厂房跨度7m,由于生产需要,将原来的五层增加至六层,经过结构检测和计算,局部原来的框架梁承载力达不到新增的使用要求,故局部框架梁须做加固设计。

计算书:根据PKPM结构计算软件计算浙江月华汽配有限公司生产车间部分梁缺筋,缺筋量130~359mm2。正弯矩缺筋量最大为222mm2,负弯矩缺筋量最大为359mm2。

梁粘碳布加固:

M≤a1fcbx(h-x/2)+f|yA|s(h-a|)-fyAs(h-ho)

a1fcbx=fyAs+ψfffAse-f|yA|s

ψf=((0.8εcuh/x)-εcu-εfo)/εf

x≥2a|

由上式中可知缺筋量As等于ψfffAse/fy。

设粘碳纤维布同梁宽250mm按一层计算,碳纤维布计算厚度为0.167mm,抗拉强度为2000MPa。

As=ψfffAse/fy

=0.85*2000*250*0.167*1/300

=236.6mm2

同理按二层计算

As=ψfffAse/fy

=0.85*2000*250*0.167*2/300

=473.2mm2

从以上二种计算结果得:

梁正弯矩缺筋量在236.6mm2内粘一层碳纤维布,大于236.6mm2而小于473.2mm2粘二层碳纤维布,满足加固要求。

4、碳纤维材料的加固施工工艺

施工工艺:卸荷→ 基底处理→ 涂底胶→ 找平→ 粘贴→ 保护。

4.1卸荷加固前应对所加固的构件尽可能卸荷。

4.2基底处理①混凝土表层出现剥落、空鼓、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予以凿除,对于较大面积的劣质层在凿除后应用环氧砂浆进行修复。②裂缝部位应首先进行封闭处理。③用混凝土角磨机、砂纸等机具除去混凝土表面的浮浆、油污等杂质,构件基面的混凝土要打磨平整,尤其是表面的凸起部位要磨平,转角粘贴处要进行倒角处理并打磨成圆弧状(R≥20mm)。④用吹风机将混凝土表面清理干净,并保持干燥。

4.3涂底胶(FP胶)①按主剂∶固化剂=2∶1的比例将主剂与固化剂先后置于容器中,用弹簧秤计量,电动搅拌器均匀搅拌,根据现场实际气温决定用量并严格控制使用时间。一般情况下1h内用完。②用滚筒刷将底胶均匀涂刷于混凝土表面,待胶固化后(固化时间视现场气温而定,以指触干燥为准)再进行下一工序施工。一般固化时间为2~3d。

4.4找平①混凝土表面凹陷部位应用FE胶填平,模板接头等出现高度差的部位应用FE胶填补,尽量减小高度差。②转角处也应用FE胶修补成光滑的圆弧,半径不小于20mm。

4.5粘贴①按设计要求的尺寸及层数裁剪碳纤维布。②调配、搅拌粘贴材料FR胶(使用方法与底胶FP相同),然后均匀涂抹于待粘贴的部位,在搭接、混凝土拐角等部位要多涂刷一些。③粘贴碳纤维布,在确定所粘贴部位无误后,用特制滚子反复沿纤维方向滚压,去除气泡,并使FR胶充分浸透碳纤维布。

多层粘贴应重复上述步骤,待碳纤维布表面指触干燥方可进行下一层的粘贴。④在最后一层碳纤维布的表面均匀涂抹FR胶。⑤碳纤维布沿纤维方向的搭接长度不得小于100mm,碳纤维端部固定用横向碳纤维或粘钢固定(压条)。

4.6保护加固后的碳纤维布表面应采取抹灰或喷防火涂料进行保护。

5、结语

粘贴碳纤维结构加固技术是一种新型加固技术,已经得到较广泛的应用,并已产生较大的经济效益;在混凝土结构的加固中,碳纤维布主要分担钢筋受力,即碳纤维主要提高结构构件的抗拉强度,在其他结构中,碳纤维布也起到比较良好的抗拉强度作用。

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什么是碳纤维加固

鼎峰加固工程公司 粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面,使两者共同工作,提高结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力,由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。 碳纤维增强聚合物(CARBON FIBRE REINFORCED POLY-MER简称CFRP,也称为碳纤维增强塑料)是由环氧树脂粘高抗拉强度的碳纤维束而成的。使用碳纤维布加固具有以下几个优点:A、强度高(强度约为普通钢材的10倍),效果好;B、加固后能大大提高结构的耐腐蚀性及耐久性;C、自重轻(约200G/`M^2`),基本不增加结构自重及截面尺寸;柔性好,易于裁剪,适用范围广;D、施工简便(不需大型施工机构及周转材料),易于操作,经济性好;E、施工工期短(本工程实例仅用一周);因此,碳纤维结构加固技术在混凝土结构方面已产生较大的效应。 碳纤维加固技术适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构,要求基层混凝土的强度等级不低于C15即可;另外,砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。 可以使用加固材料即用改性环氧树脂粘贴各种符合国标GB50367-2006规定的碳纤维单向织物布复合材,S玻璃布,(玄武岩布),E玻璃纤维单向织物布及GB/T221491-2008规定的芳纶布,芳玻韧布复合材 它具有粘贴钢板相似的优点外,还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点,但需要专门的防火处理,适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。 碳纤维布加固施工流程 碳布加固补强工程的施工单位应有相关的专业技术和施工资质。施工必须遵循下列工序进行。 1、施工准备 2、2、混凝土表面处理 3、3、配制并涂刷底层树脂 4、4、配制找平材料并对不平整处修复 5、5、粘贴碳布/芳纶布 6、6、表面防护 碳纤维布系统施工工艺 1、施工准备 拟定施工方案和施工计划,应对所使用的碳纤维片材、配套树脂、机具等作好施工前的准备工作。 2、混凝土表面处理 清除被加固构件表面的剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣化混凝土,露出混凝土结构层,并用修复材料将表面修复平整。按设计要求对裂缝进行灌缝或封闭处理。 3、配制并涂刷底层树脂 按供应商提供的工艺规定配制底层树脂,将底层树脂均匀涂抹于混凝土表面。在树脂表面指触于燥后立即进行下一步工序施工。 4、配制找平材料并对不平整处修复 对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整,转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧。 5、粘贴碳布/芳纶布 ①按设计要求的尺寸裁剪碳布/芳纶布;②配制浸渍树脂并均匀涂抹于所要粘贴构件;③沿着纤维方向多次滚压,挤除气泡,使浸渍树脂充分浸透碳布/芳纶布;④碳布/芳纶布的表面均匀涂抹浸渍树脂。 6、表面防护 按有关规范的规定处理,并保证防护材料与碳布/芳纶布之间有可靠的粘结。 碳纤维布施工安全和注意事项 1、碳布为导电材料,施工时应远离电气设备及电源,或采取可靠的防护措施。 2、施工过程中应避免碳布/芳纶布的弯折。 3、碳布/芳纶布配套树脂的应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射。 4、树脂的配制和使用场所,应保持通良好。 5、现场施工人员应采取相应的劳动保护措施。

碳纤维加固的原理及作用(碳纤维加固方法的特点和施工工艺) 结构电力行业设计

碳纤维在桥梁结构上面的加固应用?

碳纤维在桥梁结构上面的加固应用有哪些呢,下面中达咨询招投标老师为你解答以供参考。

碳纤维与传统的加大混凝土截面或粘钢混凝土补强相比,具有节省空间,施工简便,不需要现场固定设施,施工质量易保证,基本不增加结构尺寸及自重,耐腐蚀、耐久性能好等特点。另外,采用该工法,可大大提高建筑物的使用寿命,降低加固成本。因此,碳纤维作为划时代的补强材料,而备受青睐和关注。(1)抗拉强度高,是同等截面钢材的7-10倍。(2)重量轻,密度只有普通钢材的1/4。(3)耐久性好,可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的破坏。(4)施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证。(5)适用范围广,混凝土构件、钢结构、木结构均可进行加固。可大幅度提高构件的承载能力、抗震性能和耐久性能。碳纤维加固适用范围碳纤维加固法可用于混凝土结构抗弯、抗剪加固,同时广泛用于各类工业与民用建筑物、构造物的防震、防裂、防腐的补强。·混凝土结构物、桥梁及建筑物的梁、柱、面板加固。·隧道、港湾设施、烟囱、仓库、厂房的加固。·受盐害的混凝土、桥梁以及河川构造物的防护和加固。碳纤维加固工艺原理将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强材料(单向连续纤维);用环氧树脂粘结剂沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强粘贴材料与原有钢筋混凝土共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。碳纤维加固工艺流程工艺流程可以归纳为:施工准备、砼表面处理、涂刷底胶、构件表面残缺面修补、粘贴碳纤维、表面养护、找平材料配置、底层或树脂配制、浸渍树脂配制

碳纤维加固操作要点一、混凝土表面处理:1、将混凝土构件表面的残缺、破损部分清除干净。2、对经过剔凿、清理和露筋的构件残缺部分,进行修补、复原。3、裂缝修补:缝宽小于0.2mm的裂缝,用环氧树脂进行表面涂刷密封;大于0.2mm的裂缝用环氧树脂灌缝。4、打磨:将构件表面凸出部分(混凝土构件交接部位、模板的接槎等)打磨平整,修复后的构件表面尽量平顺。5、清洗打磨过的构件表面,并使其充分干燥。二、缺陷部位涂刷底胶将配好的底胶(粘结剂),用涂刷均匀于缺陷部位的砼表面。三、构件表面残缺面的修补用环氧腻子对构件表面残缺面的修补是十分重要的一步,要点如下:1、腻子主剂、固化催进剂、固化剂按规定比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。2、构件表面凹陷部位用环氧腻子填平,修复至表面平整。在残缺修补中使用环氧腻子时,要在气温-5℃以上,相对湿度小于85%的条件下施工。腻子涂刮后,表面仍存在的凹凸糙纹,应再用砂纸打磨平整。四、涂刷底胶将配好的底胶(粘结剂),用滚筒均匀涂刷于需要粘结的砼表面。五、粘贴碳纤维粘贴碳纤维材料之前,首先应确认粘贴表面干燥。气温在-10℃以上,相对湿度RH85%时,如无有效措施不得施工。为防止碳纤维受损,在碳纤维材料运输、储存、裁切和粘贴过程中。应用钢直尺与壁纸刀按规定尺寸切断碳纤维材料,每段长度一般以不超过6m为宜。为防止材料在保管过程中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维纵向接头必须搭接20cm以上。该部位应多涂树脂,碳纤维横向不需要搭接。其施工工艺要点如下:1、粘贴树脂的主剂、固化催促剂和固化剂应按规定的比例称量准确,装入容器,用搅拌器搅拌均匀。一次调和量应以在可使用时间内用完为准。2、粘贴时,在碳纤维和树脂之间尽量不要有空气。可用罗拉(专用工具)沿着纤维方向在碳纤维材料上滚压多次,使树脂渗浸入碳纤维中。六、养护粘贴碳纤维材料后,需自然养护1-2小时达到初期固化,应保证固化期间不受外界干扰和碰撞。七、涂装若加固补强构件需要防火时,可在树脂固化后涂刷耐火涂层。涂装应在树脂初期固化后进行,并应遵守所用涂料的相关标准和施工规定。

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关于碳纤维加固的原理及作用和碳纤维加固方法的特点和施工工艺的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

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