• 週一. 9 月 26th, 2022

碳纖維在建築維修保養中的應用

近年來,纖維增強複合材料(FRP)已廣泛應用於工程領域,用於加固、修復和翻新混凝土、鋼材或其他材料構件,加固技術是將高性能纖維碳纖維應用於土木工程,碳纖維通過使用樹脂基粘合材料粘貼在結構或部件的表面,形成複合體FRP,通過與結構或構件的協同工作,達到加強結構構件、提高受力性能的目的,該技術具有優良的機械性能、優良的耐久性和良好的工藝性能,目前碳纖維材料已廣泛應用於鋼筋混凝土結構的加固,稱為 碳纖維補強

碳纖維複合材料的主要技術特點

(1)高強度、高效率:因為碳纖維布具有強度高、彈性模量高、伸長率低、重量輕等特點。可充分利用其優良的力學性能,提高混凝土結構的承載力、延展性和抗裂性,達到混凝土結構高強高效加固修復的目的。

(2)施工簡單,加固週期短:碳纖維布重量輕,一般採用人工操作,不使用大型施工設備。施工空間限制少,施工干擾少。在某些情況下,可以實現在線建設。從將碳纖維布貼在結構件表面,到粘合劑固化並投入使用,僅需2~3天。

(3)施工質量容易保證:碳纖維布加固構件的施工質量標準主要體現在碳纖維布的密實度上。由於碳纖維布具有柔韌性,很容易粘在結構表面,從而使碳纖維布與混凝土表面能夠緊密粘合。一般情況下,可以保證碳纖維布的有效粘合面積不小於95%,滿足碳纖維布增強結構的質量要求。

(4) 超強的防水防腐效果:碳纖維佈在結構表面粘合固化,環氧樹脂附著在結構表面,防水效果好,可以防止鋼筋腐蝕。碳纖維材料具有優異的耐腐蝕性,因此無需擔心建築物經常遇到的各種酸、鹼、鹽的腐蝕。

(5)適用範圍廣:碳纖維複合材料加固修復結構技術可廣泛應用於工業、民用建築、水利、電力、橋樑和其他項目。而且不受結構形狀的限制,如圓形、複雜曲面等,可以粘貼碳纖維布。

碳纖維增強方案與設計

施工方案為:抹灰層清洗、基層拋光、底漆刷塗、流平處理、刷塗樹脂、粘貼碳纖維布。

(1)包角鋼的加固與屋架的加固相同:裂縫密封處理,將碳纖維布粘在橫梁底部,碳纖維布的用量是通過增加樑的抗彎能力30%來確定的。

(2)根據監測報告提供的檢測數據,經過對多個方案的分析比較,最終決定對有裂縫的承重牆和裂縫寬度大於1.5mm的牆體採取綜合加固措施。

加固施工及技術措施

混凝土結構與牆體綜合加固施工順序為:基層處理 – 裂縫化學灌漿 – 牆體保護層碳纖維布。

碳纖維增強效果分析

由於磚牆溫度裂縫的重複性,溫度裂縫處理難度較大,處理不當容易造成二次裂縫,本工程採用化學灌漿對裂縫進行封閉,恢復裂縫牆體的完整性,然後採用碳纖維布等綜合加固,加固完成後,經過冬夏觀察,牆體未發現新裂縫。

結論

使用碳纖維複合材料對建築進行修復加固取得了良好的效果,與普通加固方法相比,可以充分體現出這項新技術的明顯優勢,如:高強度、超防水、防腐特性、施工簡單、加固週期短、不受結構形狀限制、碳纖維可粘貼在任何曲面上等,具有良好的應用前景。

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