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建筑碳纖維結(jié)構(gòu)加固方法包括外包型鋼加固法、粘貼鋼板加固法、加大截面加固法、 預(yù)應(yīng)力加固法、粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法、錨釘粘貼鋼板加固法
1. 外包型鋼加固法:采用外包型鋼,少許增大了構(gòu)件截面,對(duì)結(jié)構(gòu)截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但是真正的效能是型鋼增大了截面外緣承受應(yīng)力的能力。
2. 粘貼鋼板加固法:粘貼鋼板也是增大了構(gòu)件截面,對(duì)結(jié)構(gòu)截面抗彎剛度E1的提高有所幫助,但主要效能還是增強(qiáng)了構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力,對(duì)于承受正負(fù)彎矩的梁構(gòu)件,該方法特別有效。
3. 加大截面加固法:該方法是結(jié)構(gòu)加固的基本方法,也是理論應(yīng)用到實(shí)踐的很直觀的方法,采用加大截面加固法能夠直觀、有效的增加截面的慣性矩,來降低截面很外緣的應(yīng)力,使截面材料能夠承受該應(yīng)力,達(dá)到加固的目的。
4. 預(yù)應(yīng)力加固法:該方法是針對(duì)增強(qiáng)構(gòu)架截面外緣承受應(yīng)力的能力問題,采用體外預(yù)應(yīng)力使構(gòu)件截面產(chǎn)生預(yù)應(yīng)壓力,有比粘鋼粘纖維材料更直接、有效的優(yōu)勢(shì)。
5. 粘貼碳纖維復(fù)合材料加固法:按照抗彎設(shè)計(jì)狀態(tài)設(shè)計(jì)建造的構(gòu)件,它的截面所能承受額彎矩,主要體現(xiàn)在構(gòu)件截面外緣的拉應(yīng)力數(shù)值上,為增強(qiáng)構(gòu)件截面外緣承受應(yīng)力的能力,用纖維材料替代鋼板實(shí)施粘貼,可以達(dá)到同等鋼板的效果。
6. 錨釘粘貼鋼板加固法:為了使粘貼鋼板的效能得到更好的的發(fā)揮,對(duì)粘貼鋼板加固法進(jìn)行了改進(jìn),就是在鋼板與混凝土之間增加了異形錨釘,它可以使鋼板與混凝土結(jié)合更加緊密,使鋼板受到拉力,加固完畢后,鋼板的彈性收縮使混凝土受到預(yù)壓受力,使構(gòu)件外緣的應(yīng)力承受能力有更大的提高。
質(zhì)量要求
1. 所有進(jìn)場(chǎng)材料,包括碳纖維材料和膠結(jié)材料,必須符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并具有出廠產(chǎn)品合格證,符合工程加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)要求。2. 碳纖維材料在運(yùn)輸、儲(chǔ)存中不得受擠壓,以免碳纖維受損,也不得直接日曬和雨淋,膠結(jié)材料應(yīng)陰涼密閉儲(chǔ)存。3. 各工序的施工質(zhì)量,由技術(shù)人員負(fù)責(zé)指導(dǎo)、監(jiān)督,每一道工序完成后提請(qǐng)技術(shù)員檢查、認(rèn)可后,才能進(jìn)行下道工序。4. 涂底層涂料涂料應(yīng)涂刷均勻、不得漏涂,嚴(yán)禁在不適合氣溫條件下施工,添加溶劑稀釋后的涂料應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。溫度低于7℃,相對(duì)濕度RH<85%,混凝土表面含水率在8%以下,無結(jié)露現(xiàn)象時(shí),必須使用改性環(huán)氧樹脂。5. 構(gòu)件表面殘缺修補(bǔ)構(gòu)造物表面小孔、內(nèi)角必須用環(huán)氧膩?zhàn)有扪a(bǔ)平整,膩?zhàn)油抗魏螅砻嫒源嬖诘牟黄讲诩y,應(yīng)再用砂紙磨平。6. 粘貼碳纖維①貼碳纖維材料時(shí)須符合下述條件:a、碳纖維材料應(yīng)按規(guī)定裁切。b、氣溫、空氣濕度、構(gòu)件表面含水率等符合要求。c、底層涂料及膩?zhàn)舆_(dá)到指觸干燥(樹脂表面達(dá)到固化硬結(jié))。d、粘結(jié)樹脂的類型與施工時(shí)的氣溫適合,主劑和固化劑、固化促進(jìn)劑應(yīng)按規(guī)定的比例稱量準(zhǔn)確,裝入容器,用攪拌器攪拌均勻,一次調(diào)和量應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)用完。②碳纖維粘貼的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。a、下涂和上涂滲浸入碳纖維束良好。b、碳纖維粘結(jié)嚴(yán)實(shí)。c、對(duì)于直徑在10mm以上30mm以下的空鼓,每平方米少于10個(gè)可認(rèn)為合格;若每平方米在10個(gè)以上,則認(rèn)為不合格,需進(jìn)行補(bǔ)修。對(duì)于直徑在30mm以上的空鼓,只要出現(xiàn),即認(rèn)為不合格,需進(jìn)行補(bǔ)修。d、順纖維方向搭接長(zhǎng)度不小于20cm,各層之間的搭接部位不得位于同一條直線上,層間必須錯(cuò)開至少50cm。e、碳纖維材料規(guī)格,粘貼位置、長(zhǎng)度、寬度、纖維方向、層數(shù)符合規(guī)定。
上海鑫揚(yáng)建筑科技有限公司是一家在建筑結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域內(nèi)集房屋檢測(cè)、設(shè)計(jì)、施工于一體的多元化綜合工程科技公司。公司本著誠(chéng)信、務(wù)實(shí)、創(chuàng)新的服務(wù)宗旨,不斷引進(jìn)、開發(fā)建筑加固新技術(shù),已形成了一套完整、科學(xué)的管理體系。公司依托于同濟(jì)大學(xué)、上海建科院、上海房科院技術(shù)支持,秉承“專一、專注、專心”的企業(yè)精神,公司匯聚了一批國(guó)內(nèi)高層管理人才、高素質(zhì)設(shè)計(jì)和施工隊(duì)伍,掌握前沿的設(shè)計(jì)理念和工藝做法,把握流行趨勢(shì),為客戶提供規(guī)范化的管理、專一的設(shè)計(jì)、科學(xué)優(yōu)良的施工服務(wù)。公司提供“一站式”服務(wù)即“建筑檢測(cè),鑒定,設(shè)計(jì),施工,材料供應(yīng)”一條龍服務(wù),為廣大客戶帶來極大便利。
碳纖維加固包括碳纖維布加固和碳纖維板加固兩種。碳纖維材料用于混凝土結(jié)構(gòu)加固修補(bǔ)的研究始于80年代美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)的這項(xiàng)技術(shù)起步很晚,但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和交通事業(yè)的飛速發(fā)展,現(xiàn)有建筑中有相當(dāng)一部分由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低造成歷史遺留問題,一些建筑由于使用功能的改變,難以滿足當(dāng)前規(guī)范使用的需求,亟需進(jìn)行維修、加固。目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法、外包鋼加固法、粘鋼加固法、碳纖維加固法等。碳纖維加固修補(bǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)是繼加大混凝土截面、粘鋼之后的又一種新型的結(jié)構(gòu)加固技術(shù)。
碳纖維分類及命名
現(xiàn)在炭纖維的主要產(chǎn)品有聚基,瀝青基及黏膠基3大類,每一類產(chǎn)品又因原纖維種類、工藝和炭纖維性能等不同,又分成許多品種?!疤坷w維”一詞實(shí)際上是多種炭纖維的總稱,因此分類及命名就十分重要。20世紀(jì)70年代末期,國(guó)際理論與應(yīng)用化合會(huì)(IUPAC)曾對(duì)炭纖維的分類和命名作了規(guī)定。首先用PAN(聚),MP(中間相瀝青)及VS(黏膠)表示炭纖維的類別,再以小寫英文字母表示熱處理溫度如lht(表示熱處理溫度,低于1400℃),hht(熱處理溫度在2000℃以上),然后再加上表示性能的符號(hào)(如HT表示高強(qiáng)、HM高模、SHT超高強(qiáng)、HTHS高強(qiáng)高應(yīng)變、IM中模及UHM超高模等)。同時(shí)指出,聚基,黏膠基及普通型瀝青基炭纖維均屬難石墨化的聚合物炭,而中間相瀝青基炭纖維及氣相生長(zhǎng)的炭纖維是易石墨化炭。在第三次國(guó)際炭纖維會(huì)議上(1985年,倫敦)。曾建議按力學(xué)性能將炭纖維分成下列5級(jí)。超高模量級(jí)(UHM): 模量在395 GPa以上;高模量級(jí)(HM): 模量在310~395 GPa間;中模量級(jí)(IM): 模量在255~310 GPa間;超高強(qiáng)度級(jí)(UHT): 強(qiáng)度在3.5 GPa以上模量在255 GPa以下;高強(qiáng)度級(jí)(HT): 強(qiáng)度達(dá)3.5 GPa。這兩種分級(jí)法都有不足之處。現(xiàn)在炭纖維產(chǎn)品分類由制造商自行標(biāo)明:原纖維種類、單絲孔數(shù)、直徑、排列方式(如平行、纏結(jié)、加捻等),有無表面處理(及其種類),有無上漿(及漿劑種類)等。一些重要的商品名稱及性能,可見聚基炭纖維和瀝青基炭纖維。