碳纤维布用以建筑加固是一种高性能的工程加固,下列将依据其特点、归类、运用等维度进行讲解:
1. 特点高耐磨:碳纤维布具有较高的抗拉强度,能提高被加固构件承载力,其强度一般是普通钢材的几倍甚至更高。
轻质:密度低,重量轻,基本不会增加加固构件的自重和截面尺寸,尤其适用于自重很严格的建筑构造。
施工简单:无大型机械设备,无湿作业,无火灾,施工阶段简易,占有场地少,施工效率高,可减少施工工期。
耐用性高:抗老化、抗腐蚀、抗盐、耐大气腐蚀,在恶劣环境下能长期长期保持,不生锈,经久耐用。
可用范围广:广泛用于建筑物、桥梁、隧道等各种结构特征和结构外观的加固、修复和抗震加固,包含梁、板、柱、屋架、桥桩、管节、外壳等结构部位,尤其适用于斜坡、节点等复杂方法的工程加固。
2. 分类按碳纤维原丝归类:可分为PAN基碳纤维布、黏胶基碳纤维布、沥青基碳纤维布,市场中90%以上为PAN基碳纤维布。
按碳纤维规格分成1K碳纤维布、3K碳纤维布、6K碳纤维布、12K碳纤维布、24K及以上大丝束碳纤维布等。
碳纤维炭化分:含石墨化碳纤维布,能承受2000-3000多度热量;一般碳纤维布,能承受1000度以上的热量;预氧化碳纤维布,能承受200-300多度热量。
按纺织方式分成:主要有机织碳纤维布,如平布、斜布、缎布、单向布等;针织碳纤维布,如经编织布、纬编织布、圆机布、横机布等;碳纤维布,如套管、盘根、编织带、二维布、三维布、立体编织布等;碳纤维预浸布,如干预浸布、湿预浸布、单侧预浸布等;碳纤维无防布,即碳纤维毡,包含短切毡、持续毡、表面毡、滤袋、缝合毡等。
3. 性能参数
碳纤维原料力学指标:高耐磨一级碳纤维丝抗拉强度≥弹力磨具4900MPa≥2.4×延伸率10^5MPa≥2.0%;高耐磨II级碳纤维丝抗拉强度≥4100MPa,弹力磨具≥2.1×延伸率10^5MPa≥1.8%。
碳纤维布物理性能参数:以常见的SHB型号为例,Ⅰ-200型高强Ⅰ碳纤维布净重200g/㎡,理论厚度0.11mm,抗拉强度≥弹力磨具3400MPa≥延伸率为230GPa≥1.6%;Ⅰ-300型高强Ⅰ级碳纤维布,净重300g/㎡,理论厚度0.167mm,抗拉强度≥3400MPa,弹力磨具≥延伸率为230GPa≥1.6%;Ⅱ-200型高强Ⅱ碳纤维布净重200g/㎡,理论厚度0.11mm,抗拉强度≥弹力磨具3000MPa≥延伸率为200GPa≥1.5%;Ⅱ-300型高强Ⅱ级碳纤维布,净重300g/㎡,理论厚度0.167mm,抗拉强度≥3000MPa,弹力磨具≥延伸率为200GPa≥1.5%。
4. 加固原理:混凝土工程表面采用高性能碳纤维配套树脂预浸胶,运用碳纤维出色的抗拉强度,提升构件承载力和强度。
5. 施工技术
施工准备:制订施工方案和施工方案,搞好开工前碳纤维片材、配套树脂、设备准备工作。
水泥板材表面解决方法:消除加固构件表面脱落、疏松、蜂窝、腐蚀等伪劣混泥土,曝露混凝土结构层,用修复材料工整修补表面,根据设计标准进行间隙修复或封闭处理。
配置涂刷底层树脂:依据经销商工艺标准配备底层树脂,均匀涂抹在水泥板材表面,树脂表面干后立即进行下一道工序施工。
配备找平材料,修补不平整位置:用找平材料添充水泥板材表面凹坑,用找平材料修补转角处的整齐弧型。
黏贴碳布:依据设计要点切割碳布,配备预浸树脂,均匀涂抹在需要黏贴部件上,沿纤维方向翻转几回,挤压汽泡,使预浸树脂充足侵泡碳布,碳布表面均匀涂抹预浸树脂。
表面维护:按相关规范规定处理,确保维护材料和碳布间有可靠的粘接。
6. 疑难问题
防护电器设备及电源:碳布为导电材料,施工时应维护电器设备及电源,或采取可靠的防范措施。
防止碳布弯折:施工过程中应防止碳布弯折,以免引起碳纤维布,影响加固效果。
树脂贮存:碳纤维布配套树脂应密封贮存,维护用火,避免阳光直射。
保持通风:树脂配置使用场所,维持通风良好,防止有害物沉积。
劳动防护:现场施工人员应采取相应劳动保护措施,如戴手套、口罩、护目镜等。
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