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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(lái)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(wèn)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。
碳纖維的實(shí)用范圍
在建筑工程中是比較為常見(jiàn)的也是特別為重要的就是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)用碳纖維混凝土可以有效的提高混凝土外墻的質(zhì)量。應(yīng)用碳纖維混凝土可以有效的增加混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力和摩擦力,提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。與此同時(shí),碳纖維混凝土應(yīng)用在混凝土加固中還能夠有效的提高整個(gè)建筑物的耐酸性和耐堿性,保證混凝土結(jié)構(gòu)在外界環(huán)境發(fā)生變化時(shí)不會(huì)發(fā)生太大的變化,防止混凝土裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。
碳纖維分類(lèi)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(lèi),每一類(lèi)產(chǎn)品又因原纖維種類(lèi)、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(chēng),因此分類(lèi)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(lèi)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(lèi)別,再以小寫(xiě)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(lèi)由制造商自行標(biāo)明:原纖維種類(lèi)、單絲孔數(shù)、直徑、排列方式(如平行、纏結(jié)、加捻等),有無(wú)表面處理(及其種類(lèi)),有無(wú)上漿(及漿劑種類(lèi))等。一些重要的商品名稱(chēng)及性能,可見(jiàn)聚基炭纖維和瀝青基炭纖維。