碳纤维加固在建筑中的应用

碳纤维加固在建筑中的应用
 碳纤维及其复合材料是伴随着军工事业的发展而成长起来的新型材料,属于高新技术产品,具有高比强度,高比模量,耐高温,耐腐蚀,耐疲劳,抗蠕变、导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能,它既可作为结构材料承载负荷,又可作为功能材料发挥作用。因此其近年来发展十分迅速,在航空、航天、汽车、环境工程、化工、能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多领域得到了广泛的应用。

  在土木建材领域中,水泥的用量最大,但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点。为了改善这些弊端,人们利用碳纤维的力学特性,用混凝土或水泥做基体制成碳纤维增强复合材料。由于碳纤维和芳纶纤维等其有强度高、模量大、比重小、耐碱腐蚀,对人畜无害等特点,在土木建筑应用中日益受到人们的青睐。

  碳纤维在土木建筑领域的应用还是一个新的技术。过去因碳纤维的价格高、产量少,在航空航天领域以外的应用有一定难度,但近年来碳纤维的应用越来越多,并随产量的增加而使成本下降。与传统方式相比,在土木建筑领域中应用碳纤维,虽然纤维强化材料的价格较高,但综合材料成本、施工成本、使用成本,就比较相近了;在施工结果的防腐性、轻量化方面,纤维增强材料更好,这样就拓展了高性能纤维的应用领域。

  下面对碳纤维施工工艺做简单的介绍

  1、对结构碳纤维加固设计时,要有现场的确切资料。现场混凝土强度低(低于C15,若为封闭粘贴时不低于C10),混凝土强度是影响施工质量的一个重要因素。

  2、材料要求:(1)碳纤维丝束应为150g/㎡~450g/㎡,12K及其以下的小丝束,严谨使用大丝束纤维;碳纤维布应从正规生产厂家进货,随货带生产合格证,检验报告,使用说明书。性能应符合《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》。(2)配套树脂严禁使用过期产品,使用前认真阅读说明书,按步骤施工。

  3、施工要求

  ① 施工是要首先检查原结构的安全可靠性,必要时应采取支护措施,在保证安全的前提下施工。

  ② 打磨基面时分两类:第一类为新混凝土。由于新混凝土表面碳化较轻微,只需轻微打磨找平即可。第二类为旧混凝土。由于使用时间较长,表面碳化及损伤情况较为严重的,打磨应彻底去除碳化层,用酚酞试液检查。

  ③ 涂刷底层树脂:涂刷底层数值时应检查表面是否洁净、干燥。涂刷时应用专用工具涂刷均匀,厚度在1~2mm之间,不可漏刷。

  ④ 找平:找平处理是为了保证基面平整,碳纤维布粘贴时能够有效的和基面结合,若表面平整可免除此步骤。

  ⑤ 粘贴碳纤维布:粘贴时应检查底胶是否指出干燥,干燥后涂刷浸渍树脂一层(厚度在1.5~2mm间)碳纤维布粘贴后表面应平整、无褶皱。碳纤维布应通过铁滚反复滚压浸透。

  ⑥ 表面防护:一般通常只在表面均匀涂刷一层浸渍树脂对碳纤维进行保护,但当有防火要求时,欢迎按设计要求涂刷防火涂料(厚度根据防火等级按规范要求定)。

  ⑦ 静置养护:碳纤维布粘贴完成后应该有个静置养护的过程。在20度环境中养护时不少于4天。

  碳纤维在土木建筑领域的应用还是一个新的技术。过去因碳纤维的价格高、产量少,在航空航天领域以外的应用有一定难度,但近年来碳纤维的应用越来越多,并随产量的增加而使成本下降。与传统方式相比,在土木建筑领域中应用碳纤维,虽然纤维强化材料的价格较高,但综合材料成本、施工成本、使用成本,就比较相近了;在施工结果的防腐性、轻量化方面,纤维增强材料更好,这样就拓展了高性能纤维的应用领域。

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