1.碳纖維布導電嗎?
碳纖維布導電,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?
正如鋼筋可按強度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ級一樣,碳纖維絲按照強度和彈性模量可以分為很多型號。建筑加固用的碳纖維絲要求抗拉強度大于3400Mpa,目前除臺灣臺塑批量生產(chǎn)外,大陸很少生產(chǎn),其余主要為日本、德國產(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、加固機理均較類似,本質(zhì)上相當于增加構(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度設(shè)計值取為2000Mpa,鋼材(Q235)抗拉強度設(shè)計值取為200Mpa,可按照0.1mm厚碳纖維布相當于1mm厚鋼板的原則代換。但應注意以下幾點:
A、碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,但碳纖維的抗拉強度是鋼材的10倍左右,所以要充分發(fā)揮加固材料的強度,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,粘貼碳纖維加固應力滯后明顯,所以當構(gòu)件承載力相差較多時,應優(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,不需要大型施工機械,運輸儲存、施工簡便,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到100%, 粘貼鋼板是很難達到100%有效的粘貼面,相應的驗收標準僅僅是達到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)上進行的,原結(jié)構(gòu)的截面尺寸、配筋、混凝土強度等級限制了發(fā)揮作用的程度。
以簡支梁抗彎加固為例:
一bxh矩形截面梁,配有受拉鋼筋As,受壓鋼筋As’,請問用碳纖維加固,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:所相對界限受壓區(qū)高度);所以該構(gòu)件能承受的較大計算彎矩是不大于Mb 的。[Mb=fcbξbh0(h0-0.5ξb)+fy'As’(h0-as')]
當然,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,遇構(gòu)件轉(zhuǎn)角,為減小應力集中,應將轉(zhuǎn)角打磨(陽角)或修補(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,凈化、重整碳鏈的過程。
8.碳絲強度高的機理是什么?
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度可達180000MPa,約是目前常用碳絲強度的60倍。高純化、致密化、細晶化、均質(zhì)化、細旦化的技術(shù)進步仍將不斷提高碳絲強度。
9.粘碳纖維布施工為什么應保證用膠量?
以12k的碳纖維布為例,碳布每束絲由12000根極細的單絲組成,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力的有效傳遞并分布均勻,較終讓碳纖維高強特性得以發(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,多層粘貼時從第二層起膠用量可適當減小(每平方米膠用量可酌情減少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,底膠黏度相對更低。由于浸漬膠要保證對碳絲的浸滲,它的黏度實際上也是很低的,所以當原構(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、刮壓和自重實現(xiàn)基本浸潤,剩下的30%膠量涂刷在碳布的外表面,靠輥碾、刮壓實現(xiàn)雙向浸滲。