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碳纖維布加固破壞原理及施工工藝
據(jù)了解碳纖維布加固技術(shù)在90年代在我國(guó)建筑工程和橋梁隧道工程領(lǐng)域中開始被應(yīng)用，在早期其加固費(fèi)用昂貴，碳纖維布加固技術(shù)的發(fā)展被限制，隨著我國(guó)科技實(shí)力的不斷發(fā)展，碳纖維布加固的造價(jià)不斷降低，使的碳纖維布加固技術(shù)日益成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增大，讓碳纖維材料在工程應(yīng)用領(lǐng)域中得到了全面推廣。
碳纖維布加固混凝土柱：
采用碳纖維布對(duì)混凝土進(jìn)行加固，其原理是利用了碳纖維的高抗拉強(qiáng)度和對(duì)混凝土的約束作用，使得混凝土處于三向受壓狀態(tài)，從而提高混凝土柱的極限承載力和壓縮能力。
碳纖維布加固混凝土梁：
根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究成果，碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種：
1、界限破壞，當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng)，在受壓混凝土達(dá)到極限應(yīng)變的時(shí)候，受拉區(qū)纖維剛好達(dá)到極限強(qiáng)度，此時(shí)材料的強(qiáng)度得到充分發(fā)揮，截面的延性也達(dá)值；
2、適筋破壞，鋼筋受拉屈服，受壓區(qū)混凝土被壓壞，碳纖維未達(dá)到極限應(yīng)變；
3、少筋破壞，受拉鋼筋先達(dá)到屈服，然后碳纖維片材超過極限拉應(yīng)變，并達(dá)到極限狀態(tài)而被拉壞，而此時(shí)受壓區(qū)混凝土尚未破壞；
4、超筋破壞，加固量過大，受拉鋼筋屈服前，受壓區(qū)混凝土被壓壞；
5、粘接破壞，在達(dá)到正截面極限承載力前，碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。
與此同時(shí)，碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用，碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個(gè)共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化，從而導(dǎo)致銹蝕，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)過后，在采用碳纖維布進(jìn)行加固，大致過程如下：
1、首先按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行定位放線；
2、采用硬毛刷對(duì)混凝土表面進(jìn)行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀；
3、按設(shè)計(jì)要求裁剪碳纖維布；
4、涂抹底膠，粘貼碳纖維布，并沿著單向多次刮壓，涂刷面膠，并對(duì)碳纖維布進(jìn)行防護(hù)；
5、待膠固化后，對(duì)粘貼碳纖維布進(jìn)行驗(yàn)收。
總而言之，碳纖維布加固技術(shù)與傳統(tǒng)的增大截面加固法、粘鋼加固法等相比，碳纖維布加固法具有抗拉強(qiáng)度高，耐腐蝕性好、自重輕、施工便捷等優(yōu)點(diǎn)，為結(jié)構(gòu)安全保駕護(hù)航。與此同時(shí)，碳纖維布加固除了對(duì)開裂的梁板進(jìn)行加固處理之外，還可在戶型改造工程、房屋加層工程、地下室改造工程以及古建筑的修復(fù)工程中應(yīng)用。

“偷工減料”現(xiàn)象在各個(gè)行業(yè)都不是一件罕見的事情，對(duì)于加固用的碳纖維布來(lái)說(shuō)，我們總會(huì)碰到劣質(zhì)產(chǎn)品，到底這些產(chǎn)品劣在哪里？哪里暗藏你一眼看不穿的東西？今天，小悍總結(jié)了碳纖維布可能出現(xiàn)問題的地方，現(xiàn)時(shí)現(xiàn)地教你練就“火眼金睛”，不再上當(dāng)受騙。
▋ 碳纖維布的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、彈性模量和極限伸長(zhǎng)率不達(dá)標(biāo)
國(guó)家規(guī)范規(guī)定，對(duì)碳纖維布I級(jí)抗拉強(qiáng)度≥3400MPa，受拉彈性模量≥2.3x105MPa，伸長(zhǎng)率≥1.6%，這三項(xiàng)數(shù)據(jù)是碳纖維高強(qiáng)性能的保障，碳纖維布在承重結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，其粘結(jié)加固能力與這三項(xiàng)數(shù)據(jù)有著顯著的相關(guān)性，還可以通過此判斷在碳纖維布的生產(chǎn)過程中是否存在欠缺的地方。
▋ 碳纖維布單位面積質(zhì)量偏差過大
對(duì)于一般人工粘貼的碳纖維布，其單位面積質(zhì)量≦300g/m2,碳纖維布單位面積質(zhì)量允許偏差為±3%。
為什么要嚴(yán)格控制碳纖維布單位面積質(zhì)量？主要是因?yàn)榭椢锾駮r(shí)，室溫固化型結(jié)構(gòu)膠將很難浸潤(rùn)和滲透，極易因纖維內(nèi)部缺膠或膠液分布不均而嚴(yán)重影響碳纖維復(fù)合材料的粘結(jié)性能，致使被加固的結(jié)構(gòu)安全得不到保證。
▋ 碳纖維布的K數(shù)不合格
我們知道，加固工程用的碳纖維布是嚴(yán)禁使用大絲束碳纖維替代的。然而，目前市面上生產(chǎn)碳纖維布的廠家利用行業(yè)對(duì)碳纖維K數(shù)的不熟悉，大量以15k、18k、24k、36k，甚至48k的碳纖維來(lái)冒充12k，致使粘結(jié)質(zhì)量嚴(yán)重下降。
關(guān)于碳纖維布K數(shù)的準(zhǔn)確識(shí)別方法，小悍在《碳纖維布的價(jià)格裸，但我知道你會(huì)買更貴的那個(gè)》一文中有詳細(xì)介紹，想要了解的朋友可以點(diǎn)擊前往觀看。
▋ 玄武巖纖維冒充
結(jié)構(gòu)加固用的碳纖維，嚴(yán)禁使用玄武巖纖維來(lái)代替。
由于玄武巖纖維抗拉強(qiáng)度低、彈性模量較低、耐堿性不如碳纖維、耐久性不強(qiáng)等原因，玄武巖纖維被禁止在加固工程中使用，但在實(shí)際加固工程中，一些玄武巖纖維常常被染制成近似于碳纖維制品的顏色，必須注意鑒別，防止勿用造成結(jié)構(gòu)安全隱患。
關(guān)于如何辨別玄武巖纖維，大家可以看看《玄武巖纖維用于結(jié)構(gòu)加固？后知道真相的我眼淚流下來(lái)》。
▋ 碳纖維布缺緯、脫緯、斷經(jīng)
嚴(yán)重的外觀缺陷，將會(huì)顯著影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力性能或耐久性能，不是小問題。
▋ 碳纖維布尺寸偏差過大
碳纖維布長(zhǎng)度偏差允許值為±1.5%，寬度偏差允許值為±0.5%。過大的尺寸偏差可能影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的受力性能。碳纖維布的尺寸控制的越好，越能保證施工質(zhì)量符合結(jié)構(gòu)加固后的安全使用要求。
對(duì)加固負(fù)責(zé)，是一個(gè)碳纖維布生產(chǎn)廠家基本的要求。在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)中，加固材料企業(yè)不能停留在價(jià)格戰(zhàn)的思維，俗話說(shuō)“一分價(jià)錢一分貨”，產(chǎn)品要賣很低的價(jià)格，商家就會(huì)不擇手段降低成本，一定會(huì)偷工減料。而加固材料企業(yè)現(xiàn)在要考慮的是，跳出價(jià)格門檻，怎樣用更先進(jìn)，更安全的加固材料去保證結(jié)構(gòu)加固的效果得到提高。

碳纖維布加固必須要做好界面處理！
我們都知道在做碳纖維布加固之前都是需要做混凝土界面處理的，很多人不明白，混凝土界面在怎么處理，能干凈到哪里去呢？到底為什么要做混凝土的界面處理呢？今天小編就來(lái)給您做個(gè)解答，如果您感興趣的話，就往下看吧！
首先，混凝土面應(yīng)鑿除粉飾層，油污、污物等，用角磨機(jī)磨去1~2mm厚表層，混凝土構(gòu)件轉(zhuǎn)角處應(yīng)進(jìn)行倒角處理，打磨完畢后用壓縮空氣吹凈浮沉，然后用棉布蘸丙酮試凈表面，保持干燥備用。若被補(bǔ)強(qiáng)的混凝土存在裂縫，應(yīng)先視裂縫大小選用HM-120M灌注膠或HM-120L灌縫膠灌注后再進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。工序真的比較繁瑣，真有有必要做嗎？
其實(shí)，上述工序并不是空想的，是在國(guó)家規(guī)范的基礎(chǔ)上制定的科學(xué)合理的施工步驟。《建筑結(jié)構(gòu)加固工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50550-2010中對(duì)界面處理有明確規(guī)定：經(jīng)修整露出骨料新面的混凝土加固粘貼部位，應(yīng)進(jìn)一步按設(shè)計(jì)要求修復(fù)平整，并采用結(jié)構(gòu)修補(bǔ)膠對(duì)較大孔洞、凹面、露筋等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)、復(fù)原；對(duì)有段差、內(nèi)轉(zhuǎn)角的部位應(yīng)抹成平滑的曲面；對(duì)構(gòu)件截面的棱角，應(yīng)打磨成圓弧半徑不小于25mm的圓角。
在完成以上加工后，應(yīng)將混凝土表面清理干凈，并保持干燥。粘貼纖維材料部位的混凝土，其表面含水率不宜大于4%，且不應(yīng)大于6%。對(duì)含水率超限的混凝土應(yīng)進(jìn)行人工干燥處理，或改用濕面的結(jié)構(gòu)膠粘貼。
1.因?yàn)樘祭w維布本身的脆性，在有凹面的部位粘貼碳纖維布后極易產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而留下剝離的隱患，所以需要對(duì)碳纖維布粘貼部位進(jìn)行局部的找平和修補(bǔ)；并且，界面如果不進(jìn)行打磨和糙化處理，碳纖維很有可能發(fā)生彎折，從而影響其受力性能。所以，界面清理是必要的也很重要的一步，它是膠粘效果的有效保障。
2.就是我們?cè)谄匠Ｐ蘩眍^發(fā)一樣，剪完頭發(fā)之后，需要用吹風(fēng)機(jī)或者布吹掉散落在脖間的碎發(fā)是一個(gè)道理，那么對(duì)打磨完畢后的混凝土表面清理也是一個(gè)道理。
可為什么要用丙酮擦拭混凝土表面呢？
有兩個(gè)目的：
一、壓縮空氣并不能完全清理掉界面灰塵，工業(yè)丙酮可以進(jìn)一步清除粘附在加固粘合面上的不潔殘留物和新落的灰塵，更好的保證膠粘質(zhì)量；
二、通過擦拭工業(yè)丙酮，可以復(fù)查前道工序有無(wú)疏漏或欠缺之處，以便及時(shí)彌補(bǔ)，免得造成返工。因此，這也是前道工序質(zhì)量合格的保障措施。
3.混凝土表面含水率超過4%，其膠粘效果將會(huì)顯著下降。所以，纖維粘貼表面應(yīng)保持干燥，必要時(shí)需進(jìn)行人工干燥處理。粘貼面積較大時(shí)，可考慮用紅外線燈照射，或熱風(fēng)吹干。
另外，對(duì)混凝土表面含水率的檢測(cè)，我們可以通過電子濕度測(cè)量?jī)x測(cè)量。對(duì)混凝土表面的徹底清潔，為碳布粘貼施工打下了很好的基礎(chǔ)，使得碳布與混凝土能夠很好的粘結(jié)，增加有效粘結(jié)面積，有利于碳纖維布高強(qiáng)性能的充分發(fā)揮。
因?yàn)樘祭w維布自身的特性，我們?cè)谧鼋ㄖ庸痰倪^程中，一定要對(duì)其進(jìn)行界面處理，這樣才有利于整個(gè)工程的順利實(shí)施。那么關(guān)于碳纖維布加固之前要進(jìn)行界面處理的相關(guān)問題小編就給大家說(shuō)到這里了，如果您對(duì)于這些比較感興趣的話，可以持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站，只要是涉及到建筑加固，裂縫處理，防水滲漏等相關(guān)的問題我們都會(huì)時(shí)間給大家更新出來(lái)的。

碳纖維布加固橋梁受力分析
碳纖維布新材料的發(fā)現(xiàn)是土木工程發(fā)展新的推動(dòng)力，碳纖維布加固法也被視為梁式橋加固補(bǔ)強(qiáng)、提高承載能力，尤其是當(dāng)高度受限制時(shí)的優(yōu)選加固方法，其施工工藝亦較簡(jiǎn)單。今天，我們就來(lái)探討一下碳纖維布加固橋梁受力的特點(diǎn)。
1.將抗拉性能優(yōu)良的碳纖維布用粘結(jié)材料粘貼到梁體底面或箱梁內(nèi)壁上,使其與原結(jié)構(gòu)布置的鋼筋一道共同承受拉力,以提高舊橋的承載能力。與其他加固方法相比，碳纖維布保證在設(shè)計(jì)荷載范圍內(nèi)與原結(jié)構(gòu)共同受力,且改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布程度小。
2.沿橋梁的主拉應(yīng)力方向(或與裂縫正交方向)粘貼碳纖維布,兩端分別設(shè)置錨固端,可約束混凝土表面裂縫，防止裂縫擴(kuò)大,提高構(gòu)件抗彎剛度、減少構(gòu)件撓度、改善梁體受力狀態(tài)。
3.應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況合理使用碳纖維布加固鋼筋混凝土梁式橋,因碳纖維布在加固混凝土構(gòu)件時(shí),在提高受彎承載力的同時(shí)還影響受彎構(gòu)件的破壞形態(tài)。當(dāng)碳纖維布用量過多時(shí),構(gòu)件的破壞形態(tài)由碳纖維被拉斷引起的破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷帘煌蝗粔核槠茐?。還因碳纖維為完全彈性材料,它與鋼筋共同工作會(huì)減弱鋼筋塑性性能,碳纖維布用量過多,構(gòu)件延性將有所降低。
4.碳纖維布加固后橋梁結(jié)構(gòu)物后破壞形式變化為突然性(拉斷或剝離等脆性破壞),其承載力極限狀態(tài)應(yīng)按碳纖維抗拉強(qiáng)度的2/3進(jìn)行抗彎承載力計(jì)算,不能按普通鋼筋混凝土考慮。
5.碳纖維布可提高混凝土梁抗剪承載力,其作用機(jī)理類似箍筋,同時(shí)還能明顯改善構(gòu)件的變形性能,增強(qiáng)構(gòu)件的變形能力。