2015年結(jié)構(gòu)工程師專業(yè)知識重點:碳纖維布加固

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　　碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進(jìn)行加固處理，該技術(shù)采用的碳素纖維布強(qiáng)度是普通二級鋼的10倍左右。具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕性和耐久性強(qiáng)等優(yōu)點。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。

　　1、碳纖維介紹

　　碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括PAN基碳纖維(高強(qiáng)度型)及瀝青基碳纖維(高彈性型)。

　　2、環(huán)氧樹脂

　　不同類型的樹脂還可以保證其對砼具有良好的滲透作用，例如底涂樹脂;以及對碳纖維片與砼結(jié)構(gòu)的粘接作用，例如環(huán)氧粘結(jié)樹脂等。

　　(1)環(huán)氧樹脂簡介

　　僅僅依靠碳纖維片本身并不能充分發(fā)揮其強(qiáng)大的力學(xué)特性及優(yōu)越的耐久性能，只有通過環(huán)氧樹脂將碳纖維片粘附于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作，才能達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的目的。因此，環(huán)氧樹脂的性能是重要的關(guān)鍵之一。環(huán)氧樹脂因類型不同而有不同的性能，適應(yīng)于各個部位的不同要求。例如底涂樹脂對混凝土具有良好的滲透作用，能滲入到混凝土內(nèi)一定深度;粘貼碳纖維片的環(huán)氧樹脂易于“透”過碳纖維片，有很強(qiáng)的粘結(jié)力。依使用溫度的不同，樹脂還分為夏用及冬用類樹脂。我公司使用的各類樹脂規(guī)格及性能(包括底層涂料的規(guī)格及性能、環(huán)氧膩子的規(guī)格及性能、粘結(jié)樹脂的規(guī)格及性能等均有詳細(xì)表格資料、以備索取)。

　　(2)物理性能

　　碳纖維片工法中使用了底涂、膩子、浸滲粘著樹脂等三種環(huán)氧樹脂。上述三種環(huán)氧樹脂的使用目的各不相同，其物性標(biāo)準(zhǔn)也不相同。

　　①底涂：粘著強(qiáng)度

　　底涂必須確實具有把作用在混凝土表面上的荷載傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此粘著強(qiáng)度成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

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　　壓縮強(qiáng)度?壓縮彈性率

　　膩子用于填充混凝土上的微小缺損部分。因此，要求必須具有與混凝土同等以上的壓縮強(qiáng)度。此外，還要求具有較高的壓縮彈性模量。根據(jù)以上理由，制定膩子的物性標(biāo)準(zhǔn)時主要根據(jù)其壓縮強(qiáng)度及壓縮彈性模量。剪切強(qiáng)度?粘著強(qiáng)度

　　膩子與底涂一樣必須具有把因荷載作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此剪切強(qiáng)度及粘著強(qiáng)度便成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

　　③ 粘著樹脂：

　　張拉強(qiáng)度?彎曲強(qiáng)度

　　碳纖維片工法系通過向碳纖維片內(nèi)滲透浸滲粘著樹脂、通過固化形成CFRP.重要的是固化后的CFRP的物性，而浸滲粘著樹脂本身的物性并非重要。但要想獲得良好的CFRP物性，浸滲粘著樹脂本身的物性確實也有影響。因此制定了最小限度的張拉強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度的物性標(biāo)準(zhǔn)。

　　剪切強(qiáng)度?粘著強(qiáng)度

　　浸滲粘著樹脂除滲透到碳纖維片內(nèi)、通過固化形成CFRP之外，還具有粘著劑的功能。與膩子、底涂同樣，必須具有把因載荷作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此剪切強(qiáng)度及粘著強(qiáng)度便成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

　　相比之下，國產(chǎn)的樹脂材料目前缺乏配套產(chǎn)品，用途單一，且尚未制定出嚴(yán)格的物性標(biāo)準(zhǔn)。