粘貼碳纖維加固技術(shù)及加固類(lèi)型
碳纖維加固技術(shù)技術(shù)自1997 年引入我國(guó)，立即受到了工程界的關(guān)注，成為了研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。外部粘貼碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn):可有效地提高已有構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度,而構(gòu)件的尺寸及自重幾乎不增加，且耐腐蝕性好，施工過(guò)程簡(jiǎn)便，施工質(zhì)量容易等。近年來(lái)，碳纖維片材已廣泛地應(yīng)用于橋梁、建筑物、隧道、涵洞及其它各種混凝土結(jié)構(gòu)的加固補(bǔ)修工程之中。
　　1 材料特性
　　碳纖維片材加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所涉及的材料主要有兩種:一是碳纖維片材；二是配套樹(shù)脂粘貼材料。
　　1.1 碳纖維片材(CFRP)
　　CFRP乃英文Carbon Fiber Reinforcement Polymcr的縮寫(xiě),即碳纖維增強(qiáng)塑料。碳纖維是把聚bing烯、人造纖維、石油或煤瀝青、苯酚樹(shù)脂等原料,在不活潑氣體中經(jīng)2000℃～3000℃的高溫?zé)杉従€(xiàn)一樣的東西,使其碳素化而制造出來(lái)的具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐腐蝕等的無(wú)機(jī)纖維。碳纖維是直徑約7～10μm 的碳原子絲,工業(yè)上用的碳纖維絲是將6000～24000 根這樣的碳原子絲以絞線(xiàn)或麻繩的方式排列而成,其粗細(xì)僅相當(dāng)于人的1 根頭發(fā)絲。碳纖維布就是連續(xù)碳纖維單向或多向排列，未經(jīng)樹(shù)脂浸漬固化，在施工過(guò)程中再給予浸潤(rùn)的布狀碳纖維制品。而碳纖維板是經(jīng)樹(shù)脂浸漬固化的板狀碳纖維制品，施工中再用樹(shù)脂將其粘貼于結(jié)構(gòu)表面,類(lèi)似于粘貼鋼板。板材的使用量依然較小，但由于該種形式的CFRP 利用。碳纖維材料物理力學(xué)性能，具有高強(qiáng)、高彈模、重量輕、耐腐蝕及易于施工等特點(diǎn)。碳纖維承受變形能力較強(qiáng)，韌性好，普通中等彈模碳纖維的極限應(yīng)變達(dá)0.015～0.020。碳纖維的抗拉強(qiáng)度是普通鋼筋的10倍以上,彈性模量略鋼筋。另外,碳纖維沒(méi)有類(lèi)似鋼筋的屈服點(diǎn),在達(dá)到抗拉強(qiáng)度之前基本上為線(xiàn)彈性狀態(tài)。
　　1.2 樹(shù)脂類(lèi)粘結(jié)材料
　　采用碳纖維片材對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)時(shí)，應(yīng)采用配套樹(shù)脂類(lèi)底層樹(shù)脂、找平材料、浸漬樹(shù)脂或粘貼樹(shù)脂進(jìn)行加固修復(fù)。底層樹(shù)脂的作用是增強(qiáng)加固表面混凝土與找平材料或粘貼樹(shù)脂界面粘結(jié)強(qiáng)度。找平材料的作用是使加固表面平整度符合規(guī)定要求，并與底層樹(shù)脂及浸漬樹(shù)脂具有可靠的粘結(jié)強(qiáng)度。浸漬樹(shù)脂是粘貼碳纖維布的主要粘結(jié)材料，粘貼樹(shù)脂是粘貼碳纖維板的主要粘結(jié)材料，其作用是使碳纖維片材與混凝土得到充分的粘結(jié)，使其共同承受結(jié)構(gòu)的作用。粘貼樹(shù)脂的力學(xué)性能指標(biāo)，主要包括正拉粘結(jié)強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、拉伸剪切強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度。
　　2 加固類(lèi)型
　　碳纖維加固法是在混凝土構(gòu)件表面用特制建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼碳纖維片材，以提高結(jié)構(gòu)承載力的加固法。該法具有適用面廣，不影響結(jié)構(gòu)外形，耐久性和耐腐蝕性好，施工簡(jiǎn)單快速等優(yōu)點(diǎn)。碳纖維片材的主要作用為抵抗拉力，一般用于抗彎構(gòu)件的板與梁的受拉力部位、梁與柱、橋墩的抗剪力部位，柱或橋墩的圍束加固以及鋼筋錨固、握裹長(zhǎng)度不足的部位等。碳纖維為極細(xì)纖維，因強(qiáng)度高，故由環(huán)氧樹(shù)脂將其結(jié)合成一體后在纖維方向上具有高抗拉強(qiáng)度。在構(gòu)造物的加固設(shè)計(jì)上，一般原則上避免兩種性質(zhì)差異過(guò)人的材料結(jié)合在一起，而碳纖維的強(qiáng)度雖然很高，但是其彈性系數(shù)卻與鋼筋相差不多，碳纖維用于鋼筋混凝土的加固上不會(huì)有不匹配的問(wèn)題，因此可以用于彌補(bǔ)鋼筋混凝土內(nèi)鋼筋的抗拉不足部分。碳纖維加固結(jié)構(gòu)屬二次組合結(jié)構(gòu)，而就如鋼筋與混凝土間的握裹力一般，碳纖維需借助膠粘劑與混凝土結(jié)合，兩者之間的結(jié)合大于混凝土本身的抗剪強(qiáng)度，這種膠粘劑涂抹于平整的混凝土表面，一般稱(chēng)之為底層樹(shù)脂，易于滲入混凝土內(nèi)與混凝土結(jié)合成類(lèi)似樹(shù)脂混凝土，可以加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，并與碳纖維密切結(jié)合，有效傳遞剪力，而使碳纖維與混凝土結(jié)合成一體，達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)效果。
　　用碳纖維片材進(jìn)行抗彎加固,一般是把碳纖維片材粘貼在混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū),使之與混凝土構(gòu)件共同承受荷載，以提高構(gòu)件受彎承載力。為了達(dá)到不同的加固強(qiáng)度，可以根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)所需碳纖維片材的層數(shù)。相關(guān)試驗(yàn)研究表明，使用碳纖維片材加固混凝土梁，可以大幅提高混凝土梁的抗彎承載力及剛度，抗彎剛度提高約17%～99% ，抗彎承載力提高約19%～99%。加固后的梁與未加固的梁相比，在鋼筋屈服以前，碳纖維片材所起的作用不大，當(dāng)鋼筋屈服以后，加固后的梁撓度增長(zhǎng)速度要緩，并且在同一荷載水平下，撓度值要比未加固梁小。對(duì)于裂縫的開(kāi)展，加固后的梁較未加固的梁出現(xiàn)晚，分布均勻，而且裂縫間距和寬度要小。 hengshuijucheng
　　利用碳纖維片材對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗剪加固的原理，是利用碳纖維片材的抗拉能力來(lái)約束混凝土受剪斜裂縫的出現(xiàn)與開(kāi)展。加固梁采取的粘貼方式主要有封閉粘貼、U形粘貼、側(cè)面粘貼，加固柱粘貼方式一般為封閉粘貼。碳纖維片材對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行抗剪加固,主要的破壞形為由于應(yīng)力集中導(dǎo)致碳纖維片材與混凝土之間發(fā)生剝離破壞,影響了碳纖維片材受剪加固作用的發(fā)揮。
　　3 碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用前景及展望
　　碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)在我國(guó)起步雖然較晚，但起點(diǎn)高，發(fā)展迅猛。目前，我國(guó)已建混凝土建筑物中存在很多由于設(shè)計(jì)、施工的缺陷和長(zhǎng)期使用過(guò)程中的損傷老化或?yàn)?zāi)害造成的混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、抗震能力下降、承載力不足等問(wèn)題，所以目前國(guó)內(nèi)加固維修市場(chǎng)龐大，碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用前景相當(dāng)廣闊，已成為土木工程界又一新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
我國(guó)鋼鐵企業(yè)應(yīng)該盡量減少貿(mào)易摩擦品種，努力調(diào)增出口品種，以多渠道、多方式出口，避免貿(mào)易摩擦。同時(shí)，還要?jiǎng)?chuàng)新出口模式，加快海外市場(chǎng)拓展，有針對(duì)性地做好出口產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)劃和布局。此外，借助“”商機(jī)，對(duì)鋼材自給率較低的東盟地區(qū)進(jìn)行產(chǎn)能輸出，也是提升中國(guó)鋼鐵在東盟地區(qū)影響力和競(jìng)爭(zhēng)力的重要渠道。

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