怎樣進(jìn)行多層碳纖維布加固?
碳纖維布是一種優(yōu)質(zhì)的建筑加固材料,相對于常規(guī)加固方法,不僅強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、對原結(jié)構(gòu)空間占用小,同時質(zhì)軟能像布料一樣適用于復(fù)雜多變的建筑表面。碳纖維布加固技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展,如今已經(jīng)名副其實的成為加固行業(yè)中,采用多的加固方法之一。
碳纖維布在混凝土結(jié)構(gòu)中,主要對受彎構(gòu)件起到加強(qiáng)承載力的作用,就好比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中受拉區(qū)布置的鋼筋一樣。滿足安全性鑒定的碳纖維布具有高達(dá)3400MPa的強(qiáng)度,然而在實際的設(shè)計施工中,考慮到二次受力等因素的影響,會出現(xiàn)僅采用一層碳纖維布無法達(dá)到強(qiáng)度要求的情況,這時就需要采取多層碳纖維布進(jìn)行加固處理。
多層碳纖維布加固中應(yīng)用廣的是雙層碳纖維布加固。相對于單層纖維布的粘貼,雙層碳纖維布的施工工藝要復(fù)雜一些。雙層碳纖維布粘貼時,應(yīng)在層碳布浸漬膠達(dá)到指干狀態(tài)前立即粘貼下一層,若延誤時間超過1小時,則應(yīng)等待12小時后重新在層碳布上涂抹膠體進(jìn)行施工,同時在粘貼前需要注意將灰塵等對粘貼效果有影響的雜質(zhì)進(jìn)行清除。
雙層碳纖維布不僅在施工上有嚴(yán)格的要求,在構(gòu)造措施中同樣也要格外的注意。首先,碳布端部的U型箍在雙層碳纖維布中有很重要的作用,混凝土梁受彎產(chǎn)生變形,梁和纖維布要求變形協(xié)調(diào),因而在混凝土梁底與膠、膠與碳纖維布間會產(chǎn)生拉應(yīng)力,容易發(fā)生端部的剝離破壞,尤其是對于多層碳布來說。而端部采用U型箍,會對碳布起到約束作用,減少了剝離的可能性。
另外,為了保證雙層碳布端部的錨固能力,對碳纖維布進(jìn)行分層截斷是更加合理的加固方法。在雙層碳布的加固中,有兩種分層截斷的措施可選,分別是外短內(nèi)長與內(nèi)短外長,二者之間的效果好壞可從以下幾方面判斷:
傳力路徑
外短內(nèi)長型中b端碳纖維受力需要通過第二層膠、層布以及層膠才能傳遞到混凝土結(jié)構(gòu)中,傳力路徑較長,整體性稍差。
可靠程度
外短內(nèi)長的形式b端碳纖維布與混凝土基材存在二次粘貼,錨固失效概率比較高,錨固效果可靠程度偏低。
剝離破壞
單獨的對于b端錨固效果來說,內(nèi)短外長的構(gòu)造形式將b端頭包裹在其中,對b端頭起到了約束的作用,也就提高了b端頭的抗剝離能力。
由此可見,兩種構(gòu)造中內(nèi)短外長加U型箍的錨固、加固效果要明顯優(yōu)異于外短內(nèi)長型。因此,在規(guī)范GB 50367-2013中,也明確的推薦內(nèi)短外長型的構(gòu)造措施。
還有一點,在雙層碳纖維布中也起到了至關(guān)重要的作用。雙層碳纖維布之間、碳纖維布與混凝土基材之間,都是靠膠體進(jìn)行粘接傳力,相對于單層碳纖維布,雙層碳纖維布由于承受更高的拉應(yīng)力,因此需要更高性能的膠體,來保證整體共同受力。卡本浸漬膠,通過安全性鑒定,無疑問是雙層碳纖維布施工中的有力支持。

在結(jié)構(gòu)加固工程中,可以采用的加固方法有很多,既有傳統(tǒng)的加固方法,也有新型的加固方法,而粘鋼加固和碳纖維加固就是代表性的2種加固方法。粘鋼加固和粘貼碳纖維加固具有相似的加固原理,它們作為加固技術(shù)具有較多的優(yōu)勢,而且適用性都很強(qiáng)。那么碳布和粘鋼板加固可以互換嗎?
碳布與粘鋼加固的相似之處,從適用范圍上,碳布與粘鋼同樣可用于受彎構(gòu)件、大偏心受壓構(gòu)件與受拉構(gòu)件,例如在梁底粘貼碳布或者鋼板,均可提高結(jié)構(gòu)承載力,達(dá)到加固補(bǔ)強(qiáng)的目的;從原理上來看,碳布與粘鋼都是利用結(jié)構(gòu)膠將碳布或鋼板粘貼至混凝土基材上,令加固材料與基材形成整體共同受力;從施工流程看,兩種方法都受結(jié)構(gòu)膠影響較大,加固前均需要卸載,未進(jìn)行卸載或卸載不徹底都會產(chǎn)生二次受力,造成加固材料受力滯后。
碳纖維布與鋼板在結(jié)構(gòu)加固中起到的作用,可以等同為增加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的配筋率。因此在一定程度上,碳纖維布加固與粘鋼加固可以相互替換。碳布與粘鋼加固既有相似之處,又有不同之處,它們都有各自的優(yōu)勢。
對于粘貼碳纖維布來說,常用的碳纖維布自重僅有200g/㎡和300g㎡兩種類型,其設(shè)計厚度也是較為輕薄,一層200g/㎡碳纖維布厚度僅為0.111mm,施工速度約為粘鋼加固的2~3倍。碳纖維加固靈活多樣,不會導(dǎo)致建筑物內(nèi)其他構(gòu)件的連鎖加固,經(jīng)濟(jì)效益高。加固過程中不會改變結(jié)構(gòu)外觀,對原結(jié)構(gòu)損傷較小,結(jié)構(gòu)自重增加較小。施工現(xiàn)場濕作業(yè)工作量少,施工便捷堅固耐用。
粘鋼板加固由于鋼板的物理力學(xué)性能為各向同性,在進(jìn)行受力的時候能夠均勻受力,但是其施工時需要的夾具和施工器械,施工工序膠碳纖維布加固較為繁瑣復(fù)雜。對于采用粘鋼加固來說,所粘貼鋼板的寬度不宜大于100mm,當(dāng)采用手工涂膠粘貼鋼板,鋼板厚度不應(yīng)大于5mm。采用壓力注膠粘貼鋼板,其厚度不應(yīng)大于10mm,且需要按照外粘型鋼加固法的焊接節(jié)點構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計。對于普通小荷載結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件,經(jīng)計算其補(bǔ)強(qiáng)所需面積小,粘貼碳纖維布1~2層即可滿足要求時,要先考慮采用粘鋼板加固加固法來進(jìn)行處理。
在加固工程中,可以采用的加固方法有很多,而且適用性都很強(qiáng)。對于加固方法的選擇,要根據(jù)加固工程的實際情況來決定,任何加固方法都有自己的局限性。所以施工單位需要掌握每種加固工法的優(yōu)勢,將每種加固工法的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,這樣可以更加高效地完成加固工程。

粘鋼加固和碳纖維布加固能不能互換?
在加固工程之中,粘貼碳布與粘鋼加固,是我們常見的加固方法,那么究竟碳布與粘鋼加固有哪些相同與不同之處呢?今天我們就來深入了解一下吧!
加固機(jī)理相似
粘貼碳纖維布加固和粘鋼加固的形式和加固機(jī)理比較類似,本質(zhì)上相當(dāng)于增加構(gòu)件配筋,在抗剪、抗彎加固中一般可以互相替換。
粘鋼加固工法的優(yōu)勢
碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,但碳纖維的抗拉強(qiáng)度是鋼材的10倍左右,所以要充分發(fā)揮加固材料的強(qiáng)度,粘貼碳纖維需要加固構(gòu)件產(chǎn)生更大的形變。也就是說,在小變形情況下,粘貼碳纖維加固應(yīng)力滯后顯著,所以當(dāng)構(gòu)件承載力相差較多時,應(yīng)優(yōu)先選用粘鋼加固;
碳纖維和鋼材彈性模量基本一致,達(dá)到同樣的力值,鋼材截面要大的多,所以粘鋼加固提高構(gòu)件鋼度的幅度要超過碳纖維加固。也就是說,若補(bǔ)充同樣的抗彎能力,構(gòu)件粘鋼加固的撓度、裂縫寬度小于粘碳纖維加固的;
鋼板上可以焊接錨筋,也可鉆孔設(shè)植筋錨固,所以粘鋼加固的錨固方式較粘碳纖維靈活;
碳布加固工法的優(yōu)勢
如果將碳纖維布抗拉強(qiáng)度設(shè)計值取為2000MPa,鋼材(Q235)抗拉強(qiáng)度設(shè)計值取為200MPa,可按照0.1mm厚碳纖維布則可相當(dāng)于1mm厚鋼板。
此外,碳纖維輕、薄,不需要大型施工機(jī)械,運(yùn)輸儲存、施工簡便,同樣工程量,粘貼碳纖維施工工期約是粘鋼的40%。碳纖維和鋼材相比,屬惰性材料,不銹蝕,也不易被有害介質(zhì)腐蝕,在惡劣環(huán)境下耐久性好。
碳纖維還具有柔韌性,能夠包裹復(fù)雜外形的構(gòu)件,并非很光滑的結(jié)構(gòu)建筑的鋼筋表面基本有效粘貼率也可以達(dá)到100%,粘貼鋼板是很難達(dá)到100%有效的粘貼面,相應(yīng)的驗收標(biāo)準(zhǔn)僅僅是達(dá)到70%。
在加固工程之中,單采用一種加固工法就將問題完全解決,少之又少,換言之,任何加固工法都會有自己的使用局限,我們就需要掌握每種加固工法的優(yōu)勢,將每種加固工法的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,為結(jié)構(gòu)安全護(hù)航。

碳纖維布加固在抗震領(lǐng)域的使用
近期,世界各地不同層次的發(fā)生了地震災(zāi)害,頻繁的地震災(zāi)害給人們帶來了巨大的傷害和嚴(yán)重的財產(chǎn)損失,建筑結(jié)構(gòu)抗震加固刻不容緩。為此,為大家推薦適合的抗震加固方法——碳纖維布加固法。
碳纖維布抗震加固技術(shù)是通過粘結(jié)劑將碳纖維布同被加固的構(gòu)件粘結(jié)而進(jìn)行的新型加固方法。
碳纖維布采用進(jìn)口碳絲織成,具有優(yōu)異的抗震性能高強(qiáng)抗拉耐腐蝕,重量輕,不改變結(jié)構(gòu)形狀、不增加結(jié)構(gòu)自重??蓮V泛適用于各種結(jié)構(gòu)類型、各種結(jié)構(gòu)形狀、各種結(jié)構(gòu)部位。用于結(jié)構(gòu)抗震加固尤為合適。
碳纖維布抗震加固具以下不容忽視的優(yōu)越性:
(1)優(yōu)異的力學(xué)性能,可有效地應(yīng)用于多種形式的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng),包括抗彎、抗剪、抗壓、抗疲勞、抗震、抗風(fēng)、控制裂縫和撓度的擴(kuò)展、增加結(jié)構(gòu)的延性。
(2)優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,使經(jīng)過補(bǔ)強(qiáng)和維修的結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的抗酸、堿、鹽、紫外線侵蝕和防水能力;具有足夠的適應(yīng)氣溫變化的能力。
(3)材料的輕質(zhì)高強(qiáng),可以不增加結(jié)構(gòu)體積,所增加的結(jié)構(gòu)自重幾乎可以不計。這是傳統(tǒng)方法做不到的。
(4)施工工序簡單,可用小型電動工具操作,所需施工空間小。而且進(jìn)度快、工期短,更能在持續(xù)交通有振動的情況下操作。從而大大縮短工程停工、停止運(yùn)營或斷路施工的時間,極大地降低經(jīng)濟(jì)損失和社會影響。
(5)由于材料柔軟,易于隨結(jié)構(gòu)外形粘貼,補(bǔ)強(qiáng)后不改變結(jié)構(gòu)外形,同時便于用所需色彩涂裝,而不顯露補(bǔ)強(qiáng)痕跡。
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