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    玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用

    1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理

    玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后,在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板,玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度,树脂提供了较好的耐腐蚀性能。加固过程中,使用粘钢胶沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,包括梁、柱、悬挑梁、板等需要加固和变更的工程,使玄武岩纤维板与加固基体形成一个新的复合体,即使环氧树脂玄武岩纤维板与原有钢筋混凝土结构共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力,提高桥梁结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

    2、环氧树脂玄武岩纤维板在桥梁加固应用概况

       环氧树脂玄武岩纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大这些优异性能都决定了环氧树脂玄武岩纤维板将在桥梁结构的加固补强中得到广泛应用。玄武岩纤维板坐补强桥梁混凝土结构时,不需要增加螺栓和柳钉固定,对原混凝土结构扰动较小,相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法,环氧树脂玄武岩纤维板工艺简单方便。相较于其他的加固方式,利用环氧树脂玄武岩纤维板加固有显而易见的优势,并作为一种新兴技术,得到愈来愈多的青睐与肯定。三、浅析碳纤维布加固破坏原理及施工工艺据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用,在早期其加固费用昂贵,碳纤维布加固技术的发展被限制,随着我国科技实力的不断发展,碳纤维布加固的造价不断降低,使的碳纤维布加固技术日益成熟,其应用领域不断增大,让碳纤维材料在工程应用领域中得到了推广。

    碳纤维布加固混凝土柱:

    采用碳纤维布对混凝土进行加固,其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用,使得混凝土处于三向受压状态,从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。

    碳纤维布加固混凝土梁:

    根据实验研究成果,碳纤维布加固梁的破坏形式有以下几种:

    1、界限破坏,当碳纤维和钢筋的配置率适当,在受压混凝土达到极限应变的时候,受拉区纤维刚好达到极限强度,此时材料的强度得到充分发挥,截面的延性也达大值;

    2、适筋破坏,钢筋受拉屈服,受压区混凝土被压坏,碳纤维未达到极限应变;

    3、少筋破坏,受拉钢筋先达到屈服,然后碳纤维片材超过极限拉应变,并达到极限状态而被拉坏,而此时受压区混凝土尚未破坏;

    4、超筋破坏,加固量过大,受拉钢筋屈服前,受压区混凝土被压坏;

    5、粘接破坏,在达到正截面极限承载力前,碳纤维片材与混凝土产生剥离破坏。

    与此同时,碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用,卡本碳纤维布在上海证券所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝,为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化,从而导致锈蚀,应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后,在采用碳纤维布进行加固,大致过程如下:

    1、首先按照图纸要求进行定位放线;

    2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状;

    3、按设计要求裁剪碳纤维布;

    4、涂抹底胶,粘贴碳纤维布,并沿着单向多次刮压,涂刷面胶,并对碳纤维布进行防护;

    5、待胶固化后,对粘贴碳纤维布进行验收。

    总而言之,碳纤维布加固技术与传统的增大截面加固法、粘钢加固法等相比,碳纤维布加固法具有抗拉强度高,耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点,为结构安全保驾护航。与此同时,碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外,还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的修复工程中应用。

    碳纤维板加固的优势

    碳纤维板受力效果好

    《混凝土结构加固设计规范》明确规定一级碳纤维布和碳纤维板在重要构件中的抗拉强度设计值分别为1600MPa、1150MPa,我们以10cm宽300g碳布和1.2厚碳板为例来说:

    10cm碳布计算的拉力为1600*100*0.167(300g碳布厚度)=26720N。

    10cm碳板计算的拉力为1150*100*1.2=138000N。

    从计算结果我们可以看出粘贴一层相同宽度1.2mm厚的碳板是粘贴一层300g碳布所能承受拉力的5倍多。

    强度利用率良好

    上面我们提到一级碳布在重要构件中抗拉强度设计值为1600MPa,一级碳板在重要构件中抗拉强度为1150MPa,而一级碳纤维布的极限抗拉强度和一级碳板的极限抗拉强度分别为3400MPa、2400MPa。

    根据以上数据我们可以分别计算出他们的强度利用率:

    碳布强度利用率:

    1600/3400=47.1%

    碳板强度利用率:

    1150/2400=47.9%

    可见碳板相比于碳布的强度利用率不落于下风。

    粘贴碳板质量更好控制

    碳板是碳纤维原丝通过使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材,本身材质较硬,在抹胶时胶层控制好,粘贴时把压力控制好,粘贴效果就不会出现问题。而碳纤维布粘贴过程中,会出现一系列例如翘边、鼓包的通病。并且碳布粘贴相比于碳板粘贴基面要求要更高一些。

    碳纤维板加固与碳纤维布加固相比的优势是什么

    碳纤维板加固的优势:

    1、碳纤维板与碳纤维布相比较更适合于砖混结构墙体的加固。

    2、施工方便,施工质量易于保证。

    3、一层1.2mm的厚板相当于10层碳纤维布的作用。

    4、碳纤维板比碳纤维布更易于保持纤维顺直,更有利于碳纤维发挥作用。

    5、碳纤维板材更适合用于采用预应力加固方式方法,更能充分发挥碳纤维强度特别高的作用。

    碳纤维板加固的特性:

    1、施工便捷,施工质量易保证。

    2、良好的耐久性和腐蚀性。

    3、高强。

    4、重量轻,柔韧性好。



    牛志军先生

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