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碳纤维布在加固工程中操纵

文章来由:人气:-颁发时候:2020-02-11 13:37【

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  1、弁言


  土木匠程学科的成长,在很大水平上依靠于机能优良的新资料新手艺的操纵和成长。如对传统的钢筋加强资料,应寻觅一种强度高、分量轻、耐侵蚀和经久性好的新资料;同时,对既有布局的加固、维修和革新又要经济、施工便利、雅观,施工后布局承载力较着进步等优良的物理力学机能的资料及手艺所取代。


  土木布局工程常常操纵的FRP复合资料首要有芳纶纤维(AFRP),碳纤维(CFRP)和玻璃纤维(GFRP),其资料情势首要有片材、棒材和型材。一切的FRP都有一些配合的性子:轻质高强、高弹模、在拉断前均为弹性,热收缩系数低、各向同性、耐腐经久机能好等,以是在土木布局工程中操纵潜力庞大。别的,FRP复合资料操纵保护本钱低、能够自在扩充、节流资料、施工便利,固然其后期投资较大,但从持久投资的角度看效益较着。


  2、资料的根基特征


  本文供给了一种新型的用于土木布局工程的资料及响应的手艺,芳纶纤维,其首要成份是对苯二胺聚合物(PPTA),此中既含脂肪族主链又含芬芳族主链,以是有安稳的份子布局,芳纶纤维是由直径为12um摆布的单丝聚集在一路构成的多纤维状布局,芳纶布是芳纶纤维由单向或双向摆列构成的一种片材,常常操纵的是单向片材,它的力学机能目标首要以下表:


 


  它除具备一切的FRP复合资料配合性子:轻质高强、高弹模、防腐经久机能好等特色,其次,它另有本身怪异的特色,抗碱侵蚀才能强、不导电、抗动载、抗打击机能好,这就使它在海港船埠工程;绝缘性请求高的场合如地铁、地道及电气化铁路上路桥的施工;抗委靡请求高的处所和打击大而频仍的构件等,别的,因为它是一种无机资料,以是和同是无机资料的树脂的渗透才能比别的FRP资料强,芳纶固化时候是别的FRP资料的1/3-1/4,经济效益响应就进步了,有着别的FRP资料所不能比的上风。


  3、芳纶布在布局加固工程中操纵范畴


  梁:首要是桥梁和民用修建或产业产房,加固的体例包含抗弯和抗剪,在停止抗弯加固时,芳纶布的纤维标的目的与梁的轴向分歧,普通贴在梁的受拉侧,已进步梁的承载才能,占有关实验得出,只需该梁不是超筋梁,贴一层CAFF-280能够进步承载30%摆布,贴两层能够进步40%摆布;在停止抗剪加固时,芳纶布的纤维标的目的与梁的轴向垂直。


  柱子:芳纶布是一种抱负的柱子加固资料,起首,因为芳纶的弹模是118Gpa,相对碳纤维(弹模230Gpa),以是它的延性较好;其次,在停止棱角打磨时普通只须要10mm摆布,普通不需打磨,而碳纤维则须要30mm摆布,芳纶就能够节俭良多工时,最初,因为芳纶布是一种柔嫩的布,以是跟随性很好,出格是对外形不法则的承台,芳纶布是一种抱负的加固资料。


  砌体、板:普通对板的加固净空请求比拟高,并且加固后要不影响其外表,以是用厚度很薄且柔嫩的FRP复合资料停止加固是一种抱负的挑选。


  烟囱、水塔:因为象烟囱水塔如许向空中成长的布局,加固维修出格坚苦,传统方式根基上很难处置如许的题目,而轻质高强、耐侵蚀、经久机能都很好的芳纶纤维便是一种很好的挑选。


  地铁地道:因为地铁和地道是一种在公开使命的布局,以是它的受力与空中布局是不一样的,在洞顶和洞测都有土的力的感化,并且它也有净空的请求,以是停止裂痕修补时,传统的加固方式能够性很小,用芳纶布停止加固维修就能够知足它的各方面请求,因为在地铁或地道的拱定或侧壁的裂痕普通是多向且不法则的,这就请求它的修复资料必须具备杰出的抗剪机能才行,并且芳纶仍是一种不导电的FRP资料,以是芳纶布在地道地铁工程中是一种最好的挑选。


  4、芳纶纤维的操纵特征


  不导电性:在古代的工程中,如地铁、地道、电气化铁路和产业厂房等等,都对绝缘性请求很高,在这些工程的加固补强中,芳纶纤维有着相对上风,也给这些范畴供给了一个最好的挑选机遇。


  耐侵蚀性好:出格是耐强碱侵蚀,这点其余FRP复合资料不能比拟的,因为在海水对混凝土布局有很强的侵蚀性,首要是因为外面含氯离子较多的原因,致使混凝土碳化,钢筋锈蚀收缩,以是在一些海港船埠工程的加固及防护中,芳纶纤维是最好的挑选。


  抗打击性:因为芳纶纤维的弹模是118Gpa,延性出格好,它的延长率为1.8%,以是刚起头时它在外洋是用作兵工产物,如防弹衣等。用它加固一些对打击性请求很严的布局中,如主航道的桥墩等


  抗动载抗委靡机能好:固然碳纤维的抗拉强度很是高,但因为它是一种脆性资料,只能蒙受持久的静荷载,若是持久蒙受动载,就不能保障它的强度了,芳纶纤维则不受这个限定,初期首要用于兵工产物,并且是防弹衣的首要资料,因为其韧性比拟好,以是响应的其抗委靡才能就很是好,别的,芳纶纤维的抗剪切才能也是一切FRP资料中最强的。


  施工便利:首要因此下几个步骤,外表处置--涂刷底胶--底层浸渍树脂--粘贴芳纶布--外层浸渍树脂--外表防护,并且操纵很是简略。不须要大型的吊装机器装备,普通不须要做倒角,方形柱子的倒角只需做10mm就能够了,因为芳纶是一种无机资料,与树脂的浸润性很好,且养护时候很短普通为几个小时,而近似别的纤维则须要一至二周。


  5、各种加固方式的比拟


  贴钢板:在用钢板加固时,普通将钢板贴在被加固的桥梁布局受力部位的外边缘,同时封锁粘贴部位的裂痕和错误谬误,束缚混凝土的变形,可是,接纳这类方式加固必须注重几点:起首,对钢板的尺寸请求很严酷,抗弯时宜薄点以保障它和原布局的变形调和,抗剪时则宜厚点,并且在锚固时应使端部钢板延长到应力较小区,避免应力集合对布局承载力的侵害;其次,贴完后,必须对钢板边缘裂痕的停止处置;最初,还要对钢板停止防腐处置,这也是一项持久的使命,以是综合起来造价相称高,并且,它的操纵规模另有必然的范围性,普通只用在刚度请求很严酷的处所。


  扩展截面法:这类加固方式的道理在于经由过程增大受力面积来进步布局的承载力,这类方式普通都用在一些很小并且对净空没几多请求的布局中,长处是本钱较低,错误谬误是增添原布局的自重同时净空减小了,工期长,有很大的范围性,在今朝,此刻较大的工程都不会用它。


  碳纤维:在今朝的FRP资料加固市场中,碳纤维占的比例最多,品种也良多,入口的和国产的都有,常常操纵的规格普通为0.11mm的和0.167mm两种,它的感化机理和咱们的芳纶纤维和别的FRP复合资料根基是分歧的,操纵其轻质高强、高弹模、耐侵蚀经久机能好等上风对布局停止加固,固然它能很大的静载,但因为碳纤维是一种易产生脆性粉碎的资料,以是若是常常蒙受动载或打击,就不能保障它的强度的阐扬了,而芳纶纤维的极限粉碎情势为塑性粉碎,别的,碳纤维,仍是一种导电的资料,以是在绝缘性请求很高的电气化铁路、地铁及地道工程中,也不宜用它,而同为高强高弹模的芳纶纤维就不存在如许的范围了,并且仍是它的上风地点,芳纶纤维在抗剪方面也有很大的上风,在裁剪时就必须用特地的陶瓷铰剪,在加固墩子时普通也是操纵芳纶优良的抗剪机能。


  6、论断


  跟着我国公民经济的飞速成长,此刻及此后相称长的一段期间,各种桥梁及衡宇修建布局的维修、加固、革新将成为扶植工程的偏重点。今朝国际的常常操纵的加固方式首要有以下几种在纤维布复合资料加固、粘钢板、体外预应力扩展截面等方式,芳纶纤维复合资料具备光鲜的特色,并且因为其性价比拟着上风,信任会愈来愈普遍地被大师存眷,成为咱们旧危桥加固的操纵最广的新手艺。


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