碳纖維布加固作為一種新型復合材料而被應用于結(jié)構加固改造工程,是將抗拉強度極高的碳纖維布用環(huán)氧樹脂預浸成為復合增強材料,用環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑沿受拉方向或垂直于裂縫方向粘貼在要補強的結(jié)構上,使碳纖維承受拉應力,并與混凝土變形協(xié)調(diào),共同受力,形成一個新的復合體,提高結(jié)構的強度、剛度、抗裂性和延伸性,達到提高構建承載能力的目的。碳纖維布加固法的應用與粘鋼法類似,但比粘鋼加固更靈活方便,其具有高強高效、不改變截面、抗腐蝕、耐老化、施工便捷,易保證施工質(zhì)量且后期維護費用低等優(yōu)勢,在已有建筑的加固改造中十分受到青睞.
碳纖維布具有優(yōu)異的物理力學性能。加固混凝土構件所用的碳纖維布,是碳纖維材料通過一定的制作工藝與特定的樹脂材料復合而制成的,是將碳纖維長絲經(jīng)編織而制成的柔軟片況材料。碳纖維布在編織時,將大量的碳纖維長絲沿一個主方向均勻平鋪,形成很薄的以主纖維方向受力的碳纖維布。碳纖維布的抗拉強度標準值應大于3000Mpa,彈性模量大于2.1×l05Mpa.
碳纖維布加固技術是利用碳素纖維布和結(jié)構膠對建筑構件進行加固處理,該技術采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。厚度僅為2mm左右,基本上不增加構件截面,能保證碳素纖維布與原構件共同工作。綜合材料的物理、力學特性分析,要想限度地發(fā)揮材料自身的優(yōu)勢,適宜將材料作為建筑結(jié)構的受拉或預應力受彎構件,特別適用于純受拉構件,建筑加固的碳纖維材料主要是承受拉應力,約束裂縫的開展。
結(jié)構加固補強工程施工質(zhì)量的好壞將直接影響建筑結(jié)構的安全,粘貼碳纖維布加固混凝土結(jié)構的新型加固技術,在加固工程中得到了廣泛的應用,但是在使用碳纖維布加固工程中的這些細節(jié)你都注意到了嗎?
碳纖維布加固補強的關鍵應是保證碳纖維布高強度的充分發(fā)揮,而碳纖維布的高強度作用是通過其與混凝土構件表面的可靠粘結(jié)來保證的,因而,碳纖維布加固補強技術的施工質(zhì)量對加固效果可起到?jīng)Q定性作用。同時在GB50550-2010中對于碳纖維布的有效粘接面積有著不小于95%的要求。
因為碳纖維材料屬于導電材料,施工時應嚴格控制施工現(xiàn)場用電安全,且在施工過程中應避免碳纖維布的彎折,且所選用的粘接材料應是與碳纖維布相配套的產(chǎn)品,以保證它們有良好的適配性。
對于粘貼碳纖維布加固法來說,所選用碳纖維布與結(jié)構膠的適配性尤為重要,因為碳纖維布要發(fā)揮它的高強度的特點達到加固補強的目的,就必須碳纖維布和所選用結(jié)構膠復合后的高性能特性,如果它們沒有良好的適配性,加固效果將無從談起。

在多種傳統(tǒng)和新型的加固材料中,其中,碳纖維布這類新型的加固材料是大家都不陌生的,同時也是在加固行業(yè)高頻使用的。碳纖維布具有的優(yōu)勢較多,在施工期間不僅所要面臨的施工難題和安全隱患都是相對較少的,其次,在施工任務結(jié)束之后所能取得的施工效果也是能夠讓客戶所滿意的,所以當下才會有這么多的客戶在需要對建筑結(jié)構補強施工時,會優(yōu)先采購并使用碳纖維布。在批發(fā)碳纖維布時,大家需要明確哪幾個問題呢?接下來的時間,大家就一起走進碳纖維布的世界,對其有更多認識吧。
一、怎么才能買到質(zhì)量優(yōu)勝的碳纖維布?
在批發(fā)碳纖維布時,大家都會想怎么做才能買到合適的碳纖維布?其實,想要買到質(zhì)量等級處于優(yōu)勝水平的碳纖維布并不是一件難事,在大量采購碳纖維布時,大家需要查看碳纖維布廠家在業(yè)界是否有著較高的知名度?是否能夠提供多項優(yōu)勝的服務?其次,也需要查看采購的碳纖維布規(guī)格是否合適?另外,也不能忽視碳纖維布的使用性能是否達標?
二、如何大量低價買進碳纖維布?
碳纖維布的價格是多少呢?影響碳纖維布的具體售價的因素有很多,表現(xiàn)在多個方面,在采購碳纖維布時,大家也會意識到這一點。如果客戶需要采購的碳纖維布的總量較多,這這時如果能夠在低價買進的話,自然也能節(jié)省不少的材料采購成本。大家在批發(fā)碳纖維布時,需要時刻關注市場供需關系的變化,另外,還要查看碳纖維布的品牌,綜合多個方面來看,確保采購到手的碳纖維布的性價比較高。
三、怎么保證買到的碳纖維布是正品?
現(xiàn)在采購碳纖維布的渠道有很多,大家是通過中間商采購?還是直接到建材市場中批發(fā)呢?由于采購的渠道不同,有些采購渠道可能不正規(guī),所以也不能保證終采購到手的碳纖維布的一定是正品。怎么才能確保買到的碳纖維布100%是正品呢?這就要求大家務必通過正規(guī)渠道購買。在大量批發(fā)碳纖維布時,這時大家需要查看商家所提供的營業(yè)證明,其次,還需要查看碳纖維布的產(chǎn)品認證,確保買到的碳纖維布不僅是正品,而且其質(zhì)量等級也是高度達標的。
看了小編上述的介紹,大家現(xiàn)在知道怎么才能買到合適的碳纖維布了吧?當客戶有采購碳纖維布的需求時,有些客戶會感到迷茫,其實,想要采購到各項指標均理想的碳纖維布并不是一件難事,如果大家能夠從多個方面綜合分析比較后在進行購買,自然也能買到讓客戶所滿意的碳纖維布。
現(xiàn)在市場中銷售的碳纖維布的品牌多樣,大家在批發(fā)碳纖維布時,一般而言,也會優(yōu)先考慮購買知名品牌的碳纖維布,這類碳纖維布的產(chǎn)品品質(zhì)更有保證,同時對于完工后的施工成效也能起到“保駕護航”的作用。

我國的民用住宅建筑中砌體結(jié)構占90%以上。砌體結(jié)構多采用磚和砂漿砌筑,通過內(nèi)外磚墻的咬砌達到具有一定整體連接性的目的。由于組成的基本材料和連接方式?jīng)Q定了多層砌體房屋變形能力小,其有脆性性質(zhì),房屋的抗震性能較差,因此在抗震設防區(qū)改善砌體結(jié)構延性,提高房屋的抗震性能具有極其重要的意義。
墻面粘貼纖維增強復合材料方法。纖維增強復合材料具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點,是較理想的新型復合材料。粘貼纖維布的方法還具有能對結(jié)構的不同部位和不同環(huán)境下的結(jié)構進行施工、受力均勻、不會造成應力集中、不占用建筑空間、施工工期較短、結(jié)構外觀尺寸不會出現(xiàn)明顯變化、修復加固效果顯著等特點。
對由于地震等原因?qū)е缕茐牡钠鲶w,當砌體未出現(xiàn)磚被壓碎等嚴重破壞現(xiàn)象時,用纖維布加固的效果是非常顯著的,纖維布可以恢復絕大部分承載力,提高極限位移,改善砌體的抗震性能。
1.被加固的磚墻,其現(xiàn)場實測的磚強度等級不得低于MU7.5,砂漿強度等級不宜低于M2.5,已開裂、腐蝕、老化的磚墻不得采用此方法加固;粘貼碳纖維布對磚墻進行抗震加固時,應采用連續(xù)粘貼形式,以增強墻體的整體性能。
2.碳纖維布加固的構造尚應符合下列要求:
①碳纖維布條帶在全墻面上宜等間距均勻布置,條帶寬度不宜小于100mm,條帶的凈距不宜大于三塊磚塊的高度及200mm。
②沿碳纖維布條帶方向及端部應有可靠的錨固措施,可采用M10對穿螺桿及5mm厚鋼板沿布方向進行錨固,間距不大于1000mm;可根據(jù)墻體端部情況,采用對穿螺栓墊板壓牢,當碳纖維布條帶需繞過陽角時,陽角轉(zhuǎn)角處曲率半徑不應小于20mm。當有可靠的工程經(jīng)驗或試料時,也可采用其他機械錨固方式。
③當采用搭接的方式接碳纖維布條帶時,搭接長度不應小于200mm,且應在搭接長度中部設置一道錨栓錨固。
④磚墻表面加固前,應先做水泥砂漿抹平層,層厚不應小于15mm且應平整,水泥砂漿強度等級應不低于M10,待抹平層硬化、干燥后方可粘貼碳纖維布。

碳纖維布加固法是將碳纖維布采用與之配套的碳纖維布浸漬膠粘貼于結(jié)構構件的表面,使得碳纖維復合材料與結(jié)構共同受力,利用碳纖維布自身的抗拉強度大、自重輕等優(yōu)點來提高構件承載能力,使結(jié)構的強度、抗裂性和延長性等性能得到提升。
2000年,河南省建筑科學研究院率先把碳纖維加固技術引入我省,并成功地完成了洛三高速某公路橋50米預應力大梁的加固設計和施工,填補了我省在該項加固技術方面的空白。
粘貼碳纖維布加固法常用于加固現(xiàn)澆板、梁和柱等混凝土構件,現(xiàn)在我們根據(jù)不同的受力特性,介紹相應的加固技術要點。
受彎構件加固可分為正彎矩區(qū)域加固以及負彎矩區(qū)域,正彎矩區(qū)主要表現(xiàn)為底部受力鋼筋不足以抵抗受力產(chǎn)生的跨中正彎矩,從而導致承載能力不足,負彎矩不足主要表現(xiàn)為構件上部兩端或約束端受拉鋼筋不足以抵抗因受力產(chǎn)生的負彎矩,從而使得承載能力不足。
受彎構件正截面加固常見于梁、板構件,當梁、板構件使用荷載增加導致受彎承載能力不足時,可對其進行加固。可在受彎構件的受拉邊混凝土表面上粘貼纖維復合材料進行加固,以此提高受拉區(qū)的抗拉強度,從而提高結(jié)構構件的承載能力。
當受彎構件的斜截面受剪承載力不足時,應將碳纖維布粘貼成垂直于構件軸線方向的環(huán)形箍或其他有效的U型箍,不得采用斜向粘貼方式。
混凝土軸心受壓構件可采用沿全長無間隔地環(huán)向粘貼碳纖維布的方法,即環(huán)向圍束法,對軸心受壓構件正截面承載力進行間接加固,其原理與配置螺旋箍筋的軸心受壓構件相同,通過環(huán)向約束力作用間接提高正截面抗壓承載能力。
當框架柱斜截面受剪承載力不足時,可將碳纖維布粘貼成環(huán)形箍,且纖維方向應與柱的縱軸心垂直。
大偏心受壓構件加固
受壓構件為大偏心受壓鋼筋混凝土柱時,當受拉區(qū)抗拉承載力不足時,可將碳纖維布粘貼于構件受拉區(qū)邊緣混凝土表面,且纖維方向應與柱的縱軸心方向一致。
受拉構件正截面加固
環(huán)形或其他封閉式鋼筋混凝土受拉構件受拉承載能力不足時,可采用外粘碳纖維布法進行加固,設計時應按原構件縱向受拉鋼筋的配置方式,將纖維布粘貼于相應位置的混凝土表面上,且纖維方向應與構件受拉方向一致,并處理好圍攏部位的搭接和錨固問題。
提高柱延性的加固
鋼筋混凝土柱因延性不足而進行抗震加固時,可采用環(huán)向粘貼碳纖維布形成的環(huán)向圍束作為附加箍筋,從而達到提高抗震性能得目的。碳纖維布環(huán)向圍束作為柱的附加箍筋來防止柱的塑鉸區(qū)搭接破壞或提高柱的延性,在震后的修復加固工程中應用較多。
裂縫修補加固
當混凝土構件出現(xiàn)裂縫且需要對裂縫進行修復時,可先對裂縫進行灌注結(jié)構膠或其他材料進行裂縫修復后,再進行碳纖維布粘貼。用這種方法能夠有效進行裂縫的封閉處理,抑制裂縫擴展且同時達到結(jié)構補強的目的。
粘貼碳纖維布加固法注意事項
1、《混凝土結(jié)構加固設計規(guī)范》GB50367-2013第10.1.2條規(guī)定被加固的混凝土結(jié)構構件,其現(xiàn)場實測混凝土強度等級不低于C15,且混凝土表面的正拉粘接強度不得低于1.5MPa。在實際工程中,經(jīng)常會遇到原結(jié)構的混凝土強度低于現(xiàn)行設計規(guī)范規(guī)定的強度等級的情況。如果原結(jié)構混凝土強度過低,它與纖維復合材的粘接強度也必然會很低,容易發(fā)生脆性的剝離破壞。因此需同時滿足基材混凝土強度等級不低于C15以及基材混凝土表面的正拉粘接強度不得低于1.5MPa兩個指標的要求。
2、粘貼碳纖維布加固混凝土構件時,應將纖維受力方式設計成僅承受拉應力作用。
3、本方法不適用于素混凝土構件,包括配筋率不符合現(xiàn)行設計規(guī)范小配筋率構造要求的構件的加固。
4、當受彎構件粘貼的多層纖維布允許截斷時,相鄰兩處纖維布宜按內(nèi)短外長的原則分層截斷,外層纖維織物的截斷點宜越過內(nèi)層截斷點200mm以上,并應在截斷點加U型箍。
5、當加固的受彎構件為板、殼、墻和筒體時,纖維復合材應選擇多條密布的方式進行粘貼,每一條帶的寬度不應大于200mm,不得使用未經(jīng)裁剪成條的整幅織物滿貼。
6、當采用纖維復合材環(huán)向圍束對鋼筋混凝土柱進行正截面加固或提高延性的抗震加固時,環(huán)向圍束的纖維織物層數(shù),對圓截面不應少于2層,對正方形和矩形截面柱不應少于3層,環(huán)向圍束上下層之間的搭接寬度不應小于50mm,纖維織物環(huán)向截斷點的延伸長度不應小于200mm,且各條帶搭接位置應相互錯開。