技術(shù)原理:碳纖維加固的基本原理是將高強(qiáng)度或高彈性模量的連續(xù)碳纖維,單向排列成束,用環(huán)氧樹(shù)脂浸漬形成為碳纖維加固復(fù)合材料片,將片材用專(zhuān)門(mén)配制的環(huán)氧樹(shù)脂貼在結(jié)構(gòu)受拉面,樹(shù)脂固化后與原結(jié)構(gòu)形成新的受力復(fù)合體,使之結(jié)合為整體共同受力,這相當(dāng)于針對(duì)原混凝土構(gòu)件的“補(bǔ)筋”,由于碳纖維片分擔(dān)了荷載,就降低了鋼筋的應(yīng)力,而使結(jié)構(gòu)得到加固補(bǔ)強(qiáng)。
工藝流程:
應(yīng)用領(lǐng)域:粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法又具有的其他加固方法所不可比擬的操作方便、施工快捷、無(wú)濕作業(yè)、外觀影響小等眾多優(yōu)點(diǎn),甚至可在不影響使用的情況下對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,隨之而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益往往令業(yè)主對(duì)之青睞有加。在工業(yè)與民用建筑、橋梁結(jié)構(gòu)、隧道、管涵等領(lǐng)域運(yùn)用廣泛。
一、直接碳粘貼纖維復(fù)合材料加固效果分析
1、粘貼碳纖維復(fù)合材料對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件進(jìn)行加固,對(duì)提高梁的抗彎和抗剪承載力的作用有限。從原理上講,直接粘貼碳纖維材料屬于被動(dòng)加固范疇,碳纖維材料的應(yīng)變應(yīng)力相對(duì)滯后,且碳纖維的應(yīng)力(抗拉強(qiáng)度)的發(fā)揮程度取決于被加固受彎構(gòu)件的變形。
2、粘貼碳纖維材料可以制約裂縫的發(fā)展,間接地提高了結(jié)構(gòu)的抗裂能力。
除此之外因?yàn)槭褂锰祭w維加固需要采用與之配套的環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠,環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠涂刷在被加固混凝土構(gòu)件表面,在其表面形成一個(gè)膠層,因此可以間接地提高混凝土的抗腐蝕性和碳化能力。因此,對(duì)于以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)使用年限為主要目的的耐久性加固也有一定的促進(jìn)效果。
二、采用纏繞粘貼碳纖維材料加固效果分析
通常來(lái)說(shuō)采用纏繞粘貼碳纖維材料加固法(環(huán)向圍束法)一般使用在軸向受壓構(gòu)件中,從原理上來(lái)講采用環(huán)向圍束法進(jìn)行加固時(shí),對(duì)所加固構(gòu)件有明顯的約束作用,在軸向壓力的作用下,混凝土構(gòu)件處于三向受壓狀態(tài),可以較大幅度的提高混凝土受壓承載力,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)延性,可明顯提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。
須注意的是當(dāng)采用環(huán)向圍束法對(duì)構(gòu)件進(jìn)行正截面加固或者提高延性的抗震加固時(shí),對(duì)于不同類(lèi)型截面粘貼碳纖維材料的層數(shù)也各不相同,對(duì)于圓形截面以粘貼不少于2層的碳纖維材料,對(duì)于矩形截面則不應(yīng)少于3層;且圍束上下層之間搭接寬度不應(yīng)小于50mm,碳纖維材料環(huán)向截?cái)帱c(diǎn)的延伸長(zhǎng)度不應(yīng)小于200mm,且各條帶的搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。
總的來(lái)說(shuō)碳纖維復(fù)合材料的出現(xiàn)極大地推動(dòng)了我國(guó)結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的進(jìn)步,但是如何合理使用則是一個(gè)值得深思的問(wèn)題,我們只有在清楚加固機(jī)理的同時(shí)有針對(duì)性的應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料才能達(dá)到為混凝土構(gòu)件加固補(bǔ)強(qiáng)的目的。