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            行業(yè)資訊

            碳纖維布加固常見問題解析

            發(fā)布日期:2020/1/7 19:55:39 來源:

             1.碳纖維布導(dǎo)電嗎?

            碳纖維布導(dǎo)電,且柔軟、輕質(zhì),剪裁過程也可能產(chǎn)生少量碎屑,使用過程中應(yīng)注意避開電源。

            2.碳纖維絲和碳纖維布是如何分類的嗎?

            正如鋼筋可按強(qiáng)度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)一樣,碳纖維絲按照強(qiáng)度和彈性模量可以分為很多型號(hào)。建筑加固用的碳纖維絲要求抗拉強(qiáng)度大于3400Mpa,目前除臺(tái)灣臺(tái)塑批量生產(chǎn)外,大陸很少生產(chǎn),其余主要為日本、德國(guó)產(chǎn)品。

            碳纖維布是將碳絲采用經(jīng)編方式制成單向布,一般按設(shè)計(jì)厚度(0.111mm、0.167mm)或按單位面積的重量分類(200g/m2、300g/m2)。

            3.碳纖維加固與粘鋼加固能否互換?如何互換?

            粘碳纖維和粘鋼粘貼形式、加固機(jī)理均較類似,本質(zhì)上相當(dāng)于增加構(gòu)件配筋,在抗剪、抗彎加固中一般可以互相替換。如果碳纖維布抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為2000Mpa,鋼材(Q235)抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取為200Mpa,可按照0.1mm厚碳纖維布相當(dāng)于1mm厚鋼板的原則代換。但應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 

            A、碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,但碳纖維的抗拉強(qiáng)度是鋼材的10倍左右,所以要充分發(fā)揮加固材料的強(qiáng)度,粘貼碳纖維需要加固構(gòu)件產(chǎn)生更大的形變。也就是說,在小變形情況下,粘貼碳纖維加固應(yīng)力滯后明顯,所以當(dāng)構(gòu)件承載力相差較多時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用粘鋼加固;

            B、碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,達(dá)到同樣的力值,鋼材截面要大的多,所以粘鋼加固提高構(gòu)件剛度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說,若補(bǔ)充同樣的抗彎能力,構(gòu)件粘鋼加固的撓度、裂縫寬度小于粘碳纖維加固的;

            C、鋼板上可以焊接錨筋,也可鉆孔設(shè)植筋錨固,所以粘鋼加固的錨固方式較粘碳纖維靈活;

            D、碳纖維布輕、薄,不需要大型施工機(jī)械,運(yùn)輸儲(chǔ)存、施工簡(jiǎn)便,同樣工程量,粘貼碳纖維施工工期約是粘鋼的40%。

            E、碳纖維和鋼材相比,屬惰性材料,不銹蝕,也不易被有害介質(zhì)腐蝕,在惡劣環(huán)境下耐久性好;

            F、碳纖維具有柔韌性,能夠包裹復(fù)雜外形的構(gòu)件,并非很光滑的結(jié)構(gòu)建筑的鋼筋表面基本有效粘貼率也可以達(dá)到100%, 粘貼鋼板是很難達(dá)到100%有效的粘貼面,相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)僅僅是達(dá)到70%。

            4.碳纖維加固能無限的提高構(gòu)件承載力嗎?

            任何一種加固方法都不是萬能的。碳纖維加固是在原構(gòu)件基礎(chǔ)上進(jìn)行的,原結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋、混凝土強(qiáng)度等級(jí)限制了發(fā)揮作用的程度。

            以簡(jiǎn)支梁抗彎加固為例:

            一bxh矩形截面梁,配有受拉鋼筋A(yù)s,受壓鋼筋A(yù)s’,請(qǐng)問用碳纖維加固,較多能增加多少抗彎能力?

            答:按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50010-2002》,在截面和受壓鋼筋一定的情況下,隨著增加受拉鋼筋,構(gòu)件受壓區(qū)高度不斷增加,但較大不允許超過ξbh0(ξb:所相對(duì)界限受壓區(qū)高度);所以該構(gòu)件能承受的較大計(jì)算彎矩是不大于Mb 的。[Mb=fcbξbh0(h0-0.5ξb)+fy'As’(h0-as')]

            當(dāng)然,如果與其他加固方法結(jié)合采用,如增大截面、受壓區(qū)加固,還能在更大程度上提高承載力。

            5.粘碳纖維施工中如何將構(gòu)件轉(zhuǎn)角處理成圓弧半徑20mm的倒角?

            碳纖維粘貼時(shí),遇構(gòu)件轉(zhuǎn)角,為減小應(yīng)力集中,應(yīng)將轉(zhuǎn)角打磨(陽角)或修補(bǔ)(陰角)為圓弧半徑不小于20mm的倒角。

            在轉(zhuǎn)角處以20mm為半徑畫一與兩邊相切圓,陰影表示需磨去或修補(bǔ)的部分。

            6.碳纖維布一般采用何種規(guī)格碳絲織成?

            不像一般的紡織,碳布紡織單元不是單絲,而是束絲。工業(yè)上目前規(guī);a(chǎn)的束絲可包含1000(1K)、3000(3K)、6000(6K)、12000(12K)、24000(24K)、48000(48K)、540000(540K)根單絲。建筑加固用單向碳布從易于被膠粘劑浸透,又減低成本考慮一般采用12K絲束編織。

            7.高強(qiáng)碳絲的生產(chǎn)原料有哪幾種?

            類似與煉鋼,工業(yè)化生產(chǎn)碳絲的過程可理解為“冶碳”。目前,比較成熟的技術(shù)線路采用原料有:聚丙烯腈纖維(PAN)、黏膠纖維、瀝青纖維。碳纖維生產(chǎn)就是不斷除去雜質(zhì)元素(主要為H、N、O、K、Na),減少缺點(diǎn),凈化、重整碳鏈的過程。 

            8.碳絲強(qiáng)度高的機(jī)理是什么?

            除金剛石外,以碳元素為主組成的物質(zhì)在人們的印象中強(qiáng)度是較低的。但在理論上,不含其他雜質(zhì)元素的有序碳鏈拉伸強(qiáng)度可達(dá)180000MPa,約是目前常用碳絲強(qiáng)度的60倍。高純化、致密化、細(xì)晶化、均質(zhì)化、細(xì)旦化的技術(shù)進(jìn)步仍將不斷提高碳絲強(qiáng)度。

            9.粘碳纖維布施工為什么應(yīng)保證用膠量?

            以12k的碳纖維布為例,碳布每束絲由12000根極細(xì)的單絲組成,像鋼筋混凝土構(gòu)件所配鋼筋必須被混凝土有效包裹才能發(fā)揮作用一樣,碳布單絲之間充滿膠液才能保證應(yīng)力的有效傳遞并分布均勻,較終讓碳纖維高強(qiáng)特性得以發(fā)揮。顯然一定的用膠量是膠液浸滲、充盈的基本要求。

            200g/m2  碳布單層粘貼每平方米用膠量不宜小于0.9公斤,300g/m2碳布單層粘貼每平方米用膠量不宜小于1.3公斤,多層粘貼時(shí)從第二層起膠用量可適當(dāng)減。科椒矫啄z用量可酌情減少0.1~0.2公斤)。

            10.粘碳纖維布施工可否不用底膠,只用浸漬膠膠?

            目前,市場(chǎng)上常見的膠種底膠和浸漬膠的差別一般僅在于黏度不同,底膠黏度相對(duì)更低。由于浸漬膠要保證對(duì)碳絲的浸滲,它的黏度實(shí)際上也是很低的,所以當(dāng)原構(gòu)件表面良好的情況下,是完全可以代替底膠使用。

            11.粘貼碳纖維布浸漬膠用膠如何分配使用?

            假設(shè)每平方米碳布面用膠量為G,那么宜將70%左右的膠涂刷在混凝土和碳纖維布的粘接面,靠輥碾、刮壓和自重實(shí)現(xiàn)基本浸潤(rùn),剩下的30%膠量涂刷在碳布的外表面,靠輥碾、刮壓實(shí)現(xiàn)雙向浸滲。

            本文標(biāo)題:碳纖維布加固常見問題解析

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