碳纤维加固技术在加固改造工程中的应用探寻
碳纤维加固技术在工程中的应用
引言
再次进行改造 , 在改造 后 的使 用过程 中发 现部分 梁 、 构件有 开 板
碳 纤维 增 强 聚 合 物 ( abn FbrRe fre o me, C ro i i ocdP l r 简称 裂 现 象 。 e n y
围内 , 从而使 结构 体系不至 于破 坏的技术方法 。这一 技术在 已有
1 5层 KL 2 1 5层 KL3 _ 1 5层 KL 1 1 板 5层
294 0 . 294 0 . 12 2 9.4
X:7 6 3 .5
y:1 0 3 2
3 9 9 2 .5 3 9 9 2 5 304 2 .
回弹法进行 混凝 土抗压强度测试 , 并通过钻取 混凝 土芯样对 回弹
CR F P的抗拉 强度 为 25 0MP ~3 5 0MV , 性模 量 为 测试结果进行 了修正 , 0 a 0 a 弹 对开裂构件 的裂缝宽度和分 布以及结构构
2 3 ×1 5 0×1 比重为 18g c 。由于 C R .5 0- . 0 , . /m3 F P具有高 强、 件 中的钢筋保护层厚度进行观测 , 见表 1 。经检测 分析 , 认为裂缝
1 工 程概 况
长沙市某酒店主体结构建 于 18 , 9 7年 后期经改建 增设裙 楼 , 按7 度设 防 设 计, 主体 结 构 的基 础 形 式为 箱 形基 础 , 上部 为 框 架一剪力墙结构体系 , 1 层 , 共 7 建筑 高度为 6 . 2 0 14m,04年对其 3 不要使钢 轨发 蓝。 )
1 6 7 9 5 1 67 9 .5 3 6 4 3 .6
X :9 7 1.7
浅谈建筑工程中的碳纤维加固技术
现在一种全新的、具有较高技术含量的加固方法是利用碳纤维对混凝土结构进行加固。
因为碳纤维本身有着高强度和自重轻,并且施工便捷这些良好的功能,在整个建筑业当中有着非常广泛的前景。
1通过碳纤维片材进行加固通过碳纤维片材实现对混凝土结构进行加固的技术是利用通过胶黏剂把碳纤维增强复合材料片材贴在混凝土的表面,并且通过两者的共同相互受力,达到结构补强和抗震加固的效果。
碳纤维材料自身就有着高强度、重量轻、高弹性模量和耐腐蚀等良好的特点。
一般进行修复和加固混凝土所用的碳纤维材料主要分为两种:碳纤维材料和配套树脂。
碳纤维材料的抗拉强度是建筑所用钢材的十倍之多,而弹性模量却与钢材相同,这无非是一种很不错的加固材料;配套树脂包括找平树脂、粘结树脂和底层树脂,找平树脂和底层树脂是起到提高碳纤维粘结质量的作用,粘结树脂是为了让碳纤维和混凝土形成一个符合性的整体,两者相互配合以便提高构件的承载力。
2利用碳纤维片材加固的优点利用碳纤维片材加固有着高强高效的优点。
因为碳纤维有着良好的物理学性能,在进行混凝土结构的修补加固中,能够提高混凝土结构和构件的承载力,完善受力性能,最终使加固修补达到最高效。
据有关资料显示,碳纤维材料是同等黏贴钢板施工材料中其他材料的8倍。
通过实验可以得知,利用碳纤维材料进行混凝土加固有着很好的耐久性和耐腐蚀性,能够抵抗建筑物总会遇到的酸、碱、盐离子对构筑物的腐蚀后果,可以广泛应用到各类建筑物和构筑物中。
而且不会改变结构的形状。
针对于一些隧道、大型筒体和壳体结构等工程,采用以往的加固方法无法完成,但是利用碳纤维片材加固技术就能够全部解决,而且质量能够得到保证。
3碳纤维材料加固所能应用的范围3.1碳纤维材料能够广泛应用于各类型结构和各种部位,而且利用碳纤维进行加固还能够应用到砖砌体的一些力学性能中。
比如梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿的断裂加固及承载力不足加固等一系列加固工程中。
3.2碳纤维片材加固修复混凝土的标准在用碳纤维片材实现对混凝土结构实施加固时,可以用与之相配套的粘结材料,把碳纤维片材连在一起,这样可以保证碳纤维片材能够有足够的承受压力,而且还可以与混凝土一起受力。
碳纤维片材加固技术在工程改造加固中的应用
(避 免框架梁 产生 过大 的挠度 和 变形 , 固后 受弯 1 ) 加
承载 力 的提 高幅 度不宜 超过 4 % 0; ( 加 固后框 架梁 受压 区高度 x . 5毛 , 中加 固 2 ) ≤0 7 其 前 界 限和 对受 压 区高度 毛 按 现 行 国家 标准 《 凝 土结 混 构 设计规 范》 定; 确 ( 对 受 弯加 固的框 架 梁 尚应 验 算 构件 的受剪 承 载 3 ) 力 , 免受剪 破坏先 于受 弯破坏 发 生 。 避
能的改变 或 因遭 受风 灾 、 地震 、 灾 、 火 腐蚀 等 原 因造 成结 大 , 需对 梁 正截 面和 斜截 面进 行 粘 贴碳 纤 维布 加 固计
构的强度 和刚 度下 降 , 使结 构和 构件 不能满 足承载 力和 算 , 固设计方法 如下 。 加
正常使 用 的要 求 , 需进 行 加 固补 强 , 则 以保 证 结构 的 正
广州某 4 层 框简 结构为 商用 办 公楼 , 下室 3层 、 9 地
裙楼 4层 为商场 , 地下 三层 ~七层 在 1 9 9 9年 已完 工 , 该
M  ̄ h争 1 ,。 。( a _ 。 。 -。 ≤a o ( + A 。h )。A ( h) fb 一 f — h
式 中 :X为 混凝 土 受 压 区高度 .、 bh为截 面 宽度 和 高 度 ; f 。 f 为原截 面 受 拉 钢 筋和 受压 钢 筋 的抗 拉 、 抗压 强度 设计值 ; A 。为 原截 面受 拉钢筋 和受压 钢 A 、 筋 的截 面 面积 ; 为 纵 向受压 钢 筋 合力 点 至截 面近 边 a 的距 离 ; h 为构件 加 固前 的截面 有效 高度 。
混凝 土 受压 区高度 和 受拉 面 上碳 纤 维 片材 的 强度 利用 系数 应按下 列公式 确定 :
碳纤维加固混凝土技术在改造工程中的应用
技术是加 固混凝 土结构行之有效的方法 , 值得推广使用 。 关键词 : 碳 纤维 , 结构胶 , 加 固 中图分类号 : T U 7 4 6 . 3 碳 纤维加 固混凝 土技 术是 指采 用结 构胶粘 剂将 碳纤 维复 合 面, 以提高其承 载力 和延性的一种直接加 固法 。 文献标 识码 : A 碳纤维加 固混凝 土技 术适 用于受 弯、 轴心 受压 、 大 偏心 受压
第3 9卷 第 3 4期 2 0 1 3年 1 2月
山 西 建 筑
S H ANXI ARCHI TEC TURE
V0 l | 3 9 No. 3 4
De c . 2 0 1 3
・1 1 9・
文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 3 ) 3 4 - 0 l l 9 一 O 2
Ab s t r a c t :C o m b i n i n g w i t h a p r o j e c t e x a m p l e , t h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y o f h i g h H t y p e s t e e l g i r d a n d h o l l o w g l a s s c o m b i —
2 ) 主、 次钢梁安装保证一次成功 。 最大程度上解决 了因工 序返 工而产 生 的工期及 经 济上 的损
图 7 玻璃 与主体 之间的密封细部处理
失, 为下一 步的工序 奠定 了 良好的基础 。
3 ) 在细部做 法上做文章。 众所周知 , 质量是企业 的命 。一个 工序 的好与 坏最直接 的表 现方式就是观感 。在采光顶玻璃工序施 工 中, 玻璃 的安放并 不是
碳纤维加固技术在加固改造工程中的应用
方法 , 是指采用高性 能粘 结剂将碳纤维 布直接粘 贴或预先 施加一 3 采用封 闭式粘贴 对混 凝土 形成 约束 , 柱进 行抗 弯加 固 ; ) ) 对 4 在 定程度 的预应力 后再粘 在结 构构 件表 面 , 使两 者共 同工 作 , 提高 进行加 固的区域表 面采用剪刀撑 的形 式粘贴一 层或多层纤维布 , 面刚度设计 为无 穷大可使 计算 出的各抗 侧力 构件 的 内力较 为准 这一行业或者分成 几个 模块 , 同 等级针对 不 同人群 , 之符 合 不 使 确, 保证结构 的安全性 ; 高层 建 筑设计 成竖 向刚度均 匀连续 变 发展 规律 , 将 逐步 提高其 基本 技能水 平 。在 目前 的技 术条件 下 , 由
加 固补 强处 理 。
( 强度约 为普 通钢材 的 1 )效 果好 ; ) 固后 能大大 提高结构 0倍 , 2加
碳纤维材料 ( F P 用于混凝土结构加 固修补 的研究始 于 2 的耐腐 蚀性及耐久 性 ; ) CR ) 0 3 自重 轻 ( 2 0g m2 , 约 0 / ) 基本 不增 加结构
世纪 8 代美 、 0年 日等发 达 国家 , 国起 步很 晚 , 我 近年来 发展 十分 自重及截面尺寸 ; 柔性好 , 易于裁剪 , 用范 围广 ; ) 适 4 施工简便 ( 不
迅速 , 在航空 、 天 、 航 汽车 、 环境 工 程 、 工 、 化 能源 、 交通 、 筑 、 建 电 需大型施 工机构及周 转材 料 ) 易于操 作 , , 经济 性好 ; ) 于施工 5便 子、 运动 器材 等众 多领域得到 了广 泛 的应 用。随着材料科 学 的发 ( 无需大型 的施工 机械 , 占用 场地少 , 无湿作 业) 。因此 , 用碳纤 利
展, 纤维 材料 在土木工程 中的应用成为 国内外研 究的热点 。
碳纤维加固技术在工程改造中的应用
结 构 的 耐 腐 蚀 性 及 耐 久 性 ;③ 自 重 轻 ( 约
2 0 g m ) 密度 只有 普 通 钢 材 的 14, 本 不 增 加 0 / , / 基
结构 自重 及截 面 尺 寸 ; 柔性 好 , 于裁 剪 , 用 范 ④ 易 适
围广 , 合任何 形 状 的建 筑 构 件 ; 适 ⑤施 工 简 便 ( 需 不 大 型 施 工 机 械 及 周 转 材 料 ) 没 有 湿 作 业 , 于 操 , 易 作, 经济 性好 ; 且施 工 工期 短 。 ⑥
领域 得到 了广 泛 的应用 。
( ) 贴用 树 脂 采 用 J N 型建 筑 结 构 胶 , 主 2粘 G 其
要性 能指标 见表 2 。
表 2 粘贴 配套 胶 主 要 性 能 指 标
采用 碳 纤维 布加 固具 有 以下 几 个 优点 : 抗 拉 ① 强度 高 , 是普通 钢 材 的 1 0倍 ; 加 同后 能 大 大提 高 ②
・
2 ・ 3
维普资讯
祝 建 军 等 : 纤 维 加 技 术 在 工 程 改 造 中 的 应 用 碳
3 2 加 固设 计 .
块 3 6m x . l . 7n 的双 向板 , 3 冈此 按双 向板 进行 计 算
加 固。
根 据 《 纤 维 片 材 加 固 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 碳
1 工 程 概 况
某 住 宅小 区在 开 发建 设 过程 中 , 由于 设 计 考虑 不周 而使 部分 户型 中 ( 别是 卧 室 ) 特 出现 了结 构 梁 , 给卧室 的使用 及观 瞻带 来不 便 , 引起 了客 户 的投 诉 。 经 过方案 论证 和经 济 技 术 可 行 性 比较 , 决定 对 横 穿 卧室 的结 构 梁予 以凿 除 , 相 应 楼 板 采 用碳 纤 维 复 对 合 材料 进行加 同处 理 。
碳纤维加固技术在工程中的应用
固 的位 置 定 位放 线 。准 备 施 工材 料 比 如碳 纤 维材 料 、 树脂 以及 需
要 的器 具 设备 .所 用材 料 要 符合 国 家标 准 。 然后 ,对需 要 进行 加
固 的 部 位 进 行 处 理 ,暴 露 出 混 凝 土 , 除 去 混 凝 土 表 面 阻 碍 粘 结 碳
纤维 的物质 。准 备 材料 .在混 凝 土表 面 涂 抹树 脂 .涂 一 道 浸渍 胶 在 底胶 上 , 纤维 上 混凝 土 粘 结 ,注意 碳纤 维 布或 板应 涂刷 树 脂 时 碳 要 迅 速 , 脂 厚 度 至 少2mm。最 后 要等 待 碳 纤 维硬 化 至 少 1 树 2个小 时 ,才能对 位置 表面 在进 行 加工 。
碳 纤 维材 料 性 能 及 适 用 范 围
碳 纤 维 加 固 技 术 所 用 的碳 纤 维 材 料 是 一 种 无 机 的 高 分 子 纤
维 ,它 的含 碳量 大 于9 % .一些 含 碳量 高达 9 %的 材料 称 为 。 由 0 9 于 碳 纤维 拥 有 轴 向强度 较 高 、较 小 的热 膨 胀 系 、纤维 的密度 也 很 低 .导 电和 导热 性 在金 属 与 非金 属 之 间等特 点 .经过 大 量 实验 证
求 .使 成 本 大 大 降 低 。
优 越 性 是 不言 而 喻 的 ,我们 应 充 分利 用 这项 技 术 .推 广 应用 到 更
多的领域中去。 国
参考文 献 :
碳 纤 维 加 固 技 术 的 优 越 性
碳纤 维 加 固技 术 较其 他 加 固工 艺 有很 多优 越 性 .首 先 ,方便
环 保 性 、节 能 性 的 技 术 适 合 我 国社 会 发 展 的 需 要 。
碳纤维技术在桥梁加固工程中应用的探讨
关键词 :碳纤维 ; 混凝 土梁 ;加固 ;抗 弯 ;抗裂 中图分类号 :U2 5 7 4.2 文献标识码 :A
碳纤 维材 料 因其 优异 的力 学性 能 、 良好 的黏 接
结构 的应力 分布 ,使结 构在 荷载 作用 下 的应力状 态 符合 加 固设计 的要 求 。预应 力加 固方 法 的关 键 问题 是如何 提 供可靠 的预应力 传 力途径 ,确保 加 固后 结 构 的应 力状 态 与设计 者 的构思 接近 。 11 广义加 大 截面 法 . 国 内外 已完成 的大 量试 验研 究成 果表 明 ,在 保
第 2 卷 7
发挥 应力 ; r A 为碳 纤维 面积 。
固效 率很 高 ;但 对 于高度 大 、配筋 多 的桥 梁上部 结 构 ,加 固效 率会 明显下 降 。以跨 度 3 铁 路 预 应 2m
力 混凝 土 曲线 梁 ( 号 O 6 图 0 A)为 例 ,原 梁 预应 力
《
7
1 1 1 极 限状 态 ..
1 受 弯 结 构加 固原 理
在 不改 变结 构受 力体 系 的条件 下 ,混凝 土受 弯 结 构正 截面 加 固的方法 从 广义 上可 分为 加大 截面 法 ( 动受力 ) 和预应 力 加 固法 ( 被 主动受 力 )两 大类 。 普通 的加 大截 面法一 般采 用 钢筋 混凝 土材 料 ,而黏 贴 碳纤 维 、黏贴 玻璃 纤维 等加 固方法 因为采 用 了轻
证新 增加 固材 料与 原结 构共 同工作 、不 出现黏贴 面
性、耐老化、抗腐蚀等特点 ,已在国内外土木工程 领域得 到 广泛 的应 用 。在 既 有 混 凝 土结 构 的补 强 、 加 固与 改造 等方 面 ,碳纤 维 加 固技 术 取得 了 良好 的 效果 。 由 于碳 纤 维 技 术 在 我 国 的应 用 仍 处 于起 步 阶 段 ,在桥梁加固中尚存在使用不合理 的状况 。针对 这一 情况 ,本 文在 已有 研究 成果 的基 础上 ,结 合跨 度 3 铁路预 应力 混凝 土 T 梁 ,采用 碳 纤 维 和体 2m
浅谈碳纤维结构加固技术
力。干旱缺水是冬玉米生产的重要影响 因子, 要进行灌水, 经常保持土壤湿润。 灌 好 防 冻 提 苗 水 、攻 穗 水 和 抽 雄 散 粉 水 。 冬玉米在抽雄前 10 天和后 20 天是需水 临界期, 对产量影响较大, 在这个时期要 保证土壤持水量达 70%~80%。冬玉米 的灌水要实行急灌急撤, 不要长期浸泡。 在气温刚开始回升, 玉米进入拔节圆秆 期, 要重施 1 次追肥, 每 公 顷 用 尿 素 225 千克, 重灌水一次。
3.4.2 人工辅助授粉 冬播地区春季气候干燥多风, 花粉 比春播少得多, 对玉米授粉结实不利。大 气干燥, 可用喷雾器在早上 11 时喷雾, 增加湿度, 使花丝湿润, 提高授粉率。要 抓住盛花期进行人工辅助授粉, 提高结 实率。3.5 防虫灭鼠, 适时收获 冬玉米生长期间鼠害严重, 要联防联 治, 统一灭鼠。虫害主要是玉米螟, 危害期 间 50% 辛疏磷乳油 800- 1000 倍液, 每隔 10- 15 天喷一次。成熟后及时收获。
3.3 合理密植, 覆膜栽培 冬播要坚持精耕细作, 保证播种质 量, 做到地平土细, 开沟理畦, 双行条播 或打塘点播, 适当增加播种量, 盖土不宜 厚, 采用“三潮”播种, 争取苗全、苗齐、苗 壮, 合理密植, 种植株行距为: 宽窄栽培 选 用( 90cm+ 40cm) ×20cm 规 格 每 塘 留 单 株 , 保 证 每 公 顷 有 群 体 6.75 万 株 以
行灌浆或封闭处理, 然后, 用修补材料将表面修复平整。 粘贴部位的混凝土, 若其表面坚实, 必须除去表面浮浆层
和油污等杂质, 并打磨平整, 直至露出混凝土结构新面, 且平整 度应打到 5mm/m; 模板接头处、模板段差均须 打 磨 平 整 形 成 平 顺斜面, 转角粘贴处要打磨成圆弧状, 圆弧半径应不小于 20mm。
碳纤维加固技术在改建桥梁补强工程中的应用
1概述
碳纤 维 单 向布具 有 高强度 、高 弹性模 量 和 耐久 性好 等优 点 。应 用 专用 的树 脂 和 碳纤 维 布 , 设计 要求 粘贴 于砼 表 面 , 而 达 到结 按 从 构 物加 固补 强效 果 。通 过 对梁 、 、 等 进行 板 柱 加 固前 后大 量对 比试 验 ,力学 性 能显 著 得 到 提 高 ,据试 验研究 统计 粘 贴一 层碳 纤 维 单 向 布 的梁 板 , 抗 弯性能 可提 高 5 8 其 -%。此 技术 与 其他 粘钢 、 喷射 砼等 加 固技术 相 比 , 有 自 具 重 小 、 工 简便 、 工周 期 短和 耐 久性 好 等特 施 施 点。 在 美 国、 日本 , 世 纪 8 上 O年代 初 就 进 行 了碳纤 维加 固技 术 的试 验 研究 , 别是 日本 , 特 从 规范 的制 定 到工程 的广 泛 应用 ,使 碳纤 维 加 固技 术 已经 变得相 当成 熟 ,目前 已经 大量 使 用 此 技术 。据 有 关资 料 统计 , 日本 19 仅 97 年 用 于加 固修 复 的碳 纤 维 布使 用 量 就 达 7 0 万 I 。我 国 于上世 纪 9 n 。 0年代 末 开 始碳 纤 维 加 固技 术 的试 验研究 ,并 在近 2 3 内在房 ~年 屋 建筑 中有 了一定 数量 的工 程实 践 ,但 是在 桥 梁 工程 中应 用极 为有 限 , 目前 全 国仅 有 区 区数例 。 国近 两年来 , 我 科研 单位 和 院校 在这 方 面 的研究 和 应用做 了大量 工作 。生产 出一
浅析碳纤维加固的发展和应用
浅析碳纤维加固的发展和应用孙晓伟1李艳来:杨立亚2(1.河北建工集团有限责任公司,河北石家庄050051;2.北京天润建设-E程有限公司,北京市100075) [j}商要】碳纤维增强聚合物(C FR P)具有很高的比强度和比模量、良好的耐腐蚀性耐久性、便捷的施工工艺,随着碳纤维价格的明显下降其在结构加固工程中的应用也日趋广泛。
我国近年引进这门技术广泛开展试验研究殁应用工作。
[关键词】碳纤维布;高性能材料;结构加固;应用与发展建筑物鉴定维修和加固改造,是伴随人类有建造历史以来便有的古老传统专业。
但就其内涵而言,它才刚网4形成一门新兴学科。
近几十年来,这门新兴学科伴随着建筑业和现代科学技术的迅猛发展而发展。
近年来,采用纤维增强复合材料(C FR P乃英文C ar b on Fi br e R ei n—f orc e m e nt P ol ym e r的首字母缩写,意为碳纤维增强材料)对混凝土、钢或其它材料构件进行修复、加固和翻新的新技术,在国内外深受重视并已经获得了较多的应用和发展,其优越性已在多处被损坏建筑的修复中得到验证。
由于碳纤维增强聚合物(C FR P)具有很高的比强度和比模量、良好的耐腐蚀性耐久性,同时具有便捷的施工工艺,因此随着碳纤维价格的明显下降,其在结构加固工程中的应用也日趋广泛。
我国近年引进这门技术,广泛开展试验研究及应用工作。
我国是世界上混凝土结构使用最多的国家。
资料表明,我国有相当多的混凝土结构面临老化、强度不足、耐久性和安全性过低的问题,需要对这些结构强加固。
提高耐久性,保证正常使用。
另一方面,随着科学技术和经济的发展,要求具有更高强度和耐久性的新型多功能混凝土结构,因此,研究和开发纤维增强材料是发展的必然趋势。
1碳纤维加固原理碳纤维布加固钢筋混凝土技术所涉及的材料主要有两种:一是碳纤维布:二是粘贴树月乳这门技术就是将碳纤维布粘贴在钢筋混凝土构件受拉区表面,使强度非常高的碳纤维布和结构构件有机结合形成整体,共同受力,从而达到封闭裂缝或提高构件承载力的目的。
碳纤维加固在建筑工程中的应用
碳纤维加固在建筑工程中的应用我国部分地区是地震高发区,而且基本每年都会有关于地震的相关报道,为了保障住房的使用安全和居住安全,在住房建筑过程中就要重点关注住房的加固处理。
不同的加固方式需要的成本不同,而且工期的长短也存在差异,一般而言,施工团队会选择性价比最高的加固方式,而且针对不同使用功能的建筑物所使用的加固方式也有不同的要求。
今天以碳纤维加固方式为例,咱们一起看看碳纤维加固方式在建筑工程中的应用都有什么。
1、碳纤维加固处理的优点碳纤维加固方式和其他的加固方式相比,最大的优点在于其有良好的物理化学性能,在建筑工程中使用碳纤维加固处理能够取得较好的加固效果,另外,也能提高建筑物的承重能力,是高效加固方式中的典型代表。
碳纤维材料具有较强的粘性,这种粘性是其他加固材料所达不到的。
和粘钢加固材料相比,碳纤维加固材料的使用寿命较长,且有较好的耐腐蚀性,在风吹雨打的环境下,加固效果保持的时间更长。
在高温多雨的建筑环境中,使用碳纤维加固处理方式能够避免天气因素造成的影响。
虽然现在雨水的pH值偏酸性,不过对碳纤维材料造成的破坏较小。
在一些地区,碳纤维加固技术已经作为首选。
2、碳纤维加固材料在建筑工程中的应用范围碳纤维加固材料使用方便,随取随用,且经济性更高,使用范围广泛,多种不同结构的建筑物均能使用该种加固方式。
比如一些隧道使用其他的加固方式取得的最终效果并不理想,但是使用碳纤维加固方式却能得到预期的效果,且加固的质量有所保障。
随着碳纤维加固技术的发展,目前碳纤维加固技术的加固效果和以往相比更强,而且也被应用于很多特殊的建筑工程中,比如:桥梁隧道、混凝土断裂加固、承载重力不足的建筑物中。
以上的内容介绍的就是关于碳纤维加固技术在建筑工程中的应用,相信大家看了本篇文章对碳纤维加固技术会有一个全新的认识和了解。
关于碳纤维加固技术在市政工程应用领域的研究
关于碳纤维加固技术在市政工程应用领域的研究摘要:采用碳纤维材料进行结构加固是近年来出现并广泛应用于土木工程结构的加固技术。
随着城市基础设施维护与更新的工程项目越来越多,该技术已在市政工程领域中得到广泛运用。
最后介绍了具体的施工工艺和在桥梁、共同沟中的应用实例。
关键词:碳纤维;市政工程;桥梁加固;共同沟加固中图分类号:tu99 文献标识码:a 文章编号:运用碳纤维材料加固混凝土结构技术是20世纪末期在发达国家兴起的一种新型加固技术。
它利用树脂类胶结材料将碳纤维材料粘贴在混凝土结构表面,形成复合材料体,通过其与混凝土结构的协同作用,达到对原结构补强加固和改善结构受力性能的目的。
由于碳纤维加固技术具有质量轻、强度高,施工快速便捷,抗疲劳性能佳以及优秀的耐腐蚀、抗渗透等性能,因此,近年来该技术在我国土木工程结构加固改造领域中迅猛发展,弥补了传统加固技术方法中的诸多不足。
1碳纤维结构加固技术近年来frp(fiber reinforced plastics,纤维增强塑料)在土木工程中的应用一直是国外土木工程界研究开发的一个热点。
frp的含义很广,是指近年来开发出来的各种高科技纤维材料,其中cfrp(carbonfiber reinforced plastics,碳纤维)在土木工程领域研究和应用较多。
碳纤维材料用于混凝土结构补强加固的研究工作始于20世纪80年代末。
迄今,瑞士、德国、日本、美国等众多大学、科研机构、材料生产厂家都相继进行了大量碳纤维材料用于混凝土结构补强加固的研究开发,并编制形成了各自国家的行业标准与规范。
我国自1997年开始对碳纤维布加固修补钢筋混凝土结构技术进行系统研究开发。
2施工工艺碳纤维结构加固方法的施工工艺主要包括施工前期准备、加固区域混凝土结构基层表面的打磨与修复处理、碳纤维材料与胶结剂的制备、碳纤维材料的粘贴及固化养护、现场粘贴成品的保护以及施工验收。
由于碳纤维材料是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整,也可以保证约 100%的有效粘贴率,而且粘贴后发现表面局部有气泡,也很易于修补。
结构碳纤维加固技术在某改造工程中的应用
结构碳纤维加 固技术在某改造工程 中的应用
汤 光 明
摘 要 : 纤 维 加 固 法 是 近 年 来 应 用 的 比较 广 碳
武 汉某 改造工程 为 2 2层 , 高 度 为 8 m 高 层 框 架 结 构 。 该 建 筑 建 成 于 1 9 总 9 95 年 , 今 已 有 1 a之 久 , 过 对 其 梁 板 、 休 的 进 行 加 固 改 造 , 距 0 通 墙 7~2 2层 改 造 为 小 户 型 住 宅 楼 , ~6层 改 造 为 商 场 。 经 过 检 测 发 现 1 1 ~6 层 的 某 些 梁 跨 度 为 9 , m 截 面 尺 寸 为 3 0 m ×9 0 m . 混 凝 土 设 计 强 度 等 级 为 C 5 园 工 程 建 成 已 久 , 0m 0r a 梁 3 , 从 未 使 用 , 前 期 施 工 质 量 差 梁 体 多 处 出 现 裂 缝 部 有 混 凝 土 剥 落 , 处 存 在 露 且 局 多
2 长 , 顶 面 布 置 7 0 m 宽 抗 弯 碳 纤 维 3层 0 1 mm 纤 维 上 方 1 O m 梁 0m 2 碳 mm 宽 O
1 mm 厚间 距 2 0 O 0 mm 粘钢 ( 开孔 ) 由于粘 贴层 数较 多 , 用粘 贴钢 板 一化学抗 。 采
剪螺 栓的 方法辅助 锚 固, 碳纤 维充 分发挥 强度。 使
泛 的加 固 方 法 , 文 结 合 工 程 实 际 , 碳 纤 维 本 从
加 固 法 的 特 点 、 原 理 、 工 工 艺 等 方 面 说 明 施 了碳 纤 维 加 固 法 , 使 大 家 对 此 加 固 法 有 比 较 深的 了解。
筋、 钢筋锈 蚀现 象 , 实测梁体 混凝 土强度 等级 约 为 C 5, 测结 果表 明该框 架梁 的 2 检
浅谈碳纤维布在结构加固工程中的应用
l ■
Caiedcoyv h e hoR isnaTngew nccne l i e
浅 谈碳 纤维布在结 构加固工程 中的应用
冉 斌
( 贵州 省交通 科学研 究 院 贵 州 贵阳 50 0 ) 50 1
【 摘 要 】 本文 主要 介 绍 了碳纤 维 复合材 料,由于其 轻质 高 强 、高弹模 、耐腐蚀 性 能好 、不 导 电、抗 冲 击性 能好 等 一系 列特 点, 以它 在 结构 工程 中 的 所 应用 技术 主 要 是桥 梁 、隧 道 、地 铁 、海港 码 头工 程 以及一 些 工业 产 房等 建 筑 中有着 广 泛 的应 用 领 域, 别 是在 混 凝 士 结构 的加 固与修 复 领 域 。 特 中圈分类 号 :V 2 .+ T2 3 34 文 献标识 码 : A 文章编 号 :0 99 4 (0 02— 2 60 10 — 1X2 1) 20 9— 2
缓
高强 I
17 6
1l 1 17 6
7
2
3
4
级 高强 I l C S F f一 O j20 级 高强 I I C S F I 30 I 0 一 级
一
—
CS P
≥30 40
≥30 0 0 ≥30 0 0
≥20 4
≥2 0 1
≥17 .
≥15 .
行抗弯加 固时, 碳布 的纤维方 向与梁 的轴 向一致 , 一般 贴在梁 的受拉侧 , 高 已提 梁的承 载能 力, 有关试 验得 出, 据 只要 该梁 不是 超筋粱 , 一层A(4可 以提高 贴 l 0 一 承载 3 %左右 , 0 贴两层 可 以提高 4 %左右 ; 进行 抗剪加 固 时, 布 的纤维 方 0 在 碳
碳纤维加固补强技术在工程中的应用实例
性 , 料 轻质高强 , 工方便 , 土木 工程加 固修复 领域 已 材 施 在 获 得 了较 广 泛 的 应 用 , 些 国 家 已制 定 了 标 准 、 范 。 近 年 一 规
来 ,在 国 内混 凝 土结 构 修 复 补 强 工 程 中也 得 到 了 越 来 越 多
的应用 。
1碳 纤 维 加 固主 要 特 点
洗去尘 。 43用 HCJ碳 纤 维胶 粘 结 剂 进 行 残 缺 修 补 .
1 构件 表 面 凹 陷 部 位 应 用 粘 结 剂 填 平 . 修 复 至表 面平 ) 并
整、 滑。 顺
3加 固方 案 及 使 用 材 料
加 固 方 案 采 用 在 剪 力 墙 表 面 的水 平 和 竖 直 双 方 向进 行
不增 加 结 构 自重 。 2 适 用 范 围: 用 于钢 筋 混 凝 土 结 构 或 构 件 的 加 周 补 强 . ) 适
加 固后 不 影 响表 面装 饰 。
5 结 构 或 构 件 表 面 打磨 后 , 压 缩 空 气 清 理 表 面灰 尘 和 ) 用
杂 物 , 脱 脂 棉 蘸 丙 酮 进 行 擦 拭 清 洗 残 留粉 尘 , 使 表 面 充 用 并 分 干燥 。
2工 程 概 况
某 大 厦 位 于 郑 州 市 建 设 路 。 体 C栋 为 旧楼 改 造 项 目 . 主
建 筑 面积 3 0 框 支一 剪 力 墙 结 构 , 下 1 、 上 2 50 0 m , 地 层 地 6 层 。1 9 年 大 厦 结 构 通 过 竣 工 验 收 , 因故 停 工 , 于 2 0 91 后 又 02 年进行改扩建施工 , 内容 主要 为顶 层 加 建 。经 结 构 鉴 定 部 门 检 测 后 认 为 , 于郑 州 地 区 抗 震 设 防 烈 度 提 高 为 7度 。 设 南 原 计 的 主 楼 框 支 梁 上 部 分 楼 层 剪 力墙 水 平 钢 筋 配 筋 率 低 于 现 行抗震规范要求. 因此 决 定 采 用 剪 力 墙 表 面 粘 贴 碳 纤 维 杂 质 混入 ; 次 调 和 量 应 在 可 使 用 时 间 内用 完 。 一 2 用 滚 筒 刷 均 匀 地 将 底 层 涂 料 涂 刷 于混 凝 土 表 面 . ) 指触
CFRP加固技术在改造工程中的应用
Rc 梁截 面承栽 力. 判断是 否需要加 目以及采用不 同规范、 规程计算同一加 固梁的正截 面承栽力进行 了较全面的论述。 通过该项改造工程的设
计及 施 工 实践 . 明 了CF h 固技 术 的 适 用性 , 类 似 工 程 具 有 一 定 的 参 考价 值 。 证 RP a 对
关键 词: 纤 维 复合 材料 ; 筋 混凝 土 梁 ; 固 ; 截 面 承 栽 力 碳பைடு நூலகம்钢 加 正
wh t e i f r e n s e uie , swe l st e c lulto n t e b a i g c pa i fn r a e to sO3 s e g h e be sw t a i ustc - e rr n o c me t q r d a l a a c ai n o e r a c t o o h e ir h h n y m ls c i n 1 t n t e d RC a h v ro e h r n m i
的使 用 荷 载 。 因此 必 须对 原 结 构进 行 加周 处 理 。 由于 受 到 建 筑
物 层 高 、 观 以 及 施 工 作 业 面 的限 制 , 求加 固材 料 具 有 高 强 外 要 轻 质 、 腐 蚀 、 疲 劳 、 工 便 捷 、 固 工 艺 简 单 、 增 加 构件 耐 耐 施 加 不 尺 寸 等 特 点 。因此 , 有 上 述 优 点 的碳 纤 维被 引入 建 筑 结 构 加 具 固领 域 , 在 近 年迅 速 得 到广 泛 的 应 用 。 并
nclt d rs dseict n . h eina dcnt cinpat ei ipoet rv a e R rn teig eh oo yw s p la l, i a ad cf ai sT eds s ut rci t s rjc o e t t Ps eghn cn lg a pi be asn n a p i o g n o r o cn h p d h t CF t h n t a c whc o lb v lal frn e o mi r rjcs ihs ud ea aube eeec ri l oet. h r f s ap
碳纤维技术在加固工程中的应用及其工艺
M=
( 0 7 ) , h 一n ) r£ ] a( h —3 2 / + A ( 0 + [ A . , ^一h ) 0
() 3
当混凝土受 压区高度 2 z a≤ ≤
时 , 极限弯矩 : 其
中图分类号 : TU76 3 4 . 文献标识码 : A
碳纤维复合材料 ( ab nFbr ifre l t ) l C ro i nocdPa i  ̄ 固修 复混 1 1 3 规程公式 e Re sc l . . 根据《 碳纤维片材 加 固修复 混凝 土结 构技术 规程 》 报批稿 ) ( 项技术是将碳素纤 维这 种高性能纤 维应用 于土木 工程 , 利用树 脂 的规定 , 当混凝土受压 区高 度 z> 时, 其极限弯矩 :
1 1 1 基本假定 . . 碳纤维材料加 固后混 凝土 梁 的极 限承 载力 计算 采用如 下基 本假定 : ) 拉区混凝 土 的作用 忽略 不计 ; ) 受弯 后 , 凝土 、 1受 2梁 混 力一应变关系 : = r , £r , 1 r ×£ 且 r <0 0 。
1 1 2 实用公式 .. 根据极 限状态应力 一应变关 系 , 由平衡条件可得 : 当 z a时 , ≥2
() 5
() 6
() 7
性强 , 经过补 强 和维修 的结构具 有极 强 的抗酸 、 、 、 外线 侵 碱 盐 紫 蚀和防水能力 ; 具有足 够 的适应 气温 变化 的能力 , 于外 加 防火 易 涂层后有效地 防火 ;) 3 自重轻 ( 2 0g m2 , 约 0 / ) 基本 不增 加结 构 自 重及截面尺寸 ; 柔性好 , 易于裁剪 , 适用范 围广 , 适合 任何形 状 ; ) 4 施工简便 ( 不需 大型施 工机 械及周 转 材料 , 需额 外 的施工 作业 无 场地 )没有湿作业 ;) , 5 施工工期短 , 经济性好 。
碳纤维加固技术在某酒店加固改造中的应用
并 投入使 用 , 取得 良好 的经 济效 果 。
2 改 造 中 的 主 要 问 题
( 楼 面荷 载大 幅增加 。原设计 恒 载为 5 N m , 1 ) k / 改 造后增 加 到 1k / 活 载 不 变 。 而 此 时 建 筑 主 5N m , 体 已经完 工 , 不能 通 过 改 变 配筋 或 增 大 几 何 尺 寸来 增 大结 构承 载力 。
力 能 满 足 要 求 , 需 要 进 行 加 固 。 其 次 对 加 固 的 方 不
合肥 某 大 酒 店位 于 合 肥 龙 岗经 济 开 发 区 , 设 原 计 为 7层钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 , 柱距 横 向 为 5 4 .m、
6 6 纵 向 为 7 8 总 建 筑 面 积 13万 m , 础 为 独 .m, .m, . 基 立 柱 基 。20 04年 5月 业 主 为 了增 加 酒 店 的 功 能 , 提
( 业 主不 允许 降低 楼 层净 高 , 2 ) 且要 求 尽可 能 减
少 对原 结构 的破坏 , 固方 法 的可靠 性好 。 加 () 造 的范围 广 、 3改 面积大 、 工期 短 。
L - ig, h n Da -h n Sh o iiEn ier g, iBo y n C e o z e g( co lf Cv gnei o l n U i ri f Tcn l ), nv s)o eh oo et g 200 3 0 9,C ia) hn
Absr c :n t sp p r e in meh d,sr cu e d t i, c nsr cin tc oo y n te t n o te gh nn t ab n fb rs e o ta t I hi a e ,d sg to tu t r eal o t to e hn lg a d atni fsrn te ig wi c r o ie he tfra u o h r n v t n s mpe a e ds u s d. S e o ai a l r ic se o ome s g sin rc reae e hnc lp ro e r u o wad. ug e t sf or ltd tc ia es n la e p tfr r o o
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碳纤维加固技术在加固改造工程中的应用探寻
摘要:碳纤维加固是当前结构加固当中的一门新型技术,伴随着碳纤维加固技术的普及应用,其高效实用的优越性逐步地凸显出来,在加固改造工程中得到了越来越广泛的应用。
本次论文主要介绍了碳纤维加固技术在加固改造工程中的应用,结合具体的工程案例阐述
了碳纤维加固技术的各项元素及应用现象,对于大力推广碳纤维加固技术在既有工程中的
应用具有指导意义。
关键词:碳纤维;工程结构;加固改造;施工应用
碳纤维加固技术是一种兴起于上世纪八十年代的韩国、日本及欧美等国家的新型技术,在九十年代逐步在我国得到迅速的发展,国内外很多的高校和研究单位都对碳纤维加固技
术做出了大量的研究,伴随着试验的深入,碳纤维加固技术也得到了更大的适用范围,应
用的技术也不断地改进,本次论文就结合了实际的案例,对碳纤维加固技术做出了简要概
述以及使用效果的分析。
1.碳纤维加固技术的特点
在建筑物的加固补强工程中,最常见的传统加固方法有预应力加固法、粘贴加固法、
加大截面法、增设支点法、外包钢加固法等等,在传统加固方法的基础上推行碳纤维粘贴
加固修补法就是一种新型的补强加固技术,主要是采用一些高性能的粘结剂把碳纤维预先
施压或者是直接粘贴到结构物的构件表面上,也可以让这两种同时工作,全面提升结构物
的构件抗弯、抗剪的承压能力,实现对建筑物的全面加固和补强。
碳纤维增强聚合物主要是由高抗拉强度碳纤维束聚合而成的,具有很多优点,它的强
度相当于普通钢材的10倍左右,效果很好,在加固之后,还能够在很大程度上提高建筑物结构的耐久性和耐腐蚀性,另外,碳纤维加固技术的材料十分轻便,自重仅仅为200g/㎡,基本上是不会增加建筑物的结构自重以及横截面积尺寸的,这种材料柔性好,利于剪裁而
且适用的范围也比较广泛,在施工过程中操作十分方便,经济性也比较好,因此,碳纤维
加固技术在建筑物结构构件加固过程中的应用在提升建筑物承压能力的同时,延长了建筑
物的寿命,同时还节省了不必要的开支,在建筑业中具有十分广阔的应用前景。
2.碳纤维加固技术的主要工程构件形式
在应用过程中,最常见的加固形式主要有以下几种:一种就是在梁板构件受拉面上利
用粘贴纤维布的形式实现抗弯加固。
一方面是利用U型粘贴、封闭式粘贴或者是侧面粘贴
等形式对墙体和梁柱进行抗弯加固。
再就是利用封闭式的粘贴对混凝土结构形成一定程度
的约束,进而对柱子进行抗弯的加固。
在一些工程中,还可以在需要进行加固区域的表面
上利用剪刀撑来进行一层或者是多层纤维布的粘贴,最终实现对于砌体结构的加固。
当工
程结构中存在可靠的依据时,工程施工人员还可以将纤维布应用到建筑结构加固的其他类
型的受力形式和结构构件的加固过程中。
3.碳纤维加固技术的应用原理
在加固改造工程中,最常应用的材料主要就是碳纤维以及与其配套的树脂。
这其中的
碳纤维在抗压强度极高的情况下又实现了与钢材相当的弹性模量,甚至更优越于普通的钢材,在施工过程中具备了极好的耐久性和经济性,在加上配套树脂,两者相互作用,全面
提高了碳纤维粘结的质量,共同形成了一个复合型的整体,保证了碳纤维同建筑结构共同
工作的同时,实现了加固补强的整合作用。
碳纤维在建筑加固补强的应用过程中主要是遵循碳纤维片材的原理,这些片材都是采
用一些高强度的连续性碳纤维,通过单向排列成束的形式利用环氧树脂来进行浸渍固化处理,将这些片材利用专门的配制粘贴树脂或者是浸渍树脂,树脂固化了之后可以同原构件
形成一个新型的加固补强表面,起到加固的作用。
4.碳纤维加固技术实际应用的注意事项
在碳纤维加固技术的应用过程中,一方面必须要了解并掌握碳纤维加固技术的优越性,这样才能够更加贴切地、充分地利用碳纤维加固技术。
首先,碳纤维加固技术具备适用范
围广的特点,在实际的应用过程中可以作用于很多类型混凝土的结构构件加固当中,包括板、柱、梁、墙和一些节点等等,同时也可以对很多不同种类型的受力形式进行补强加固,以柱子这类的受压构件为例,就可以采用环包的形式来提高混凝土约束。
其次,这种碳纤
维加固技术中应用的材料虽然单价不低,但是工期短、用量少、用工的数量也比较少,所
以整个加固过程的综合造价就会比较低。
最后,这种加固技术的工程效率比较高,在日后
的应用实践比较长,也就是说维护的成本比较低,施工的过程中也不需要一些大型机械器具,与此同时这种碳纤维制成的布具有十分优良的耐腐蚀性,可以长期地使用,这对于一
些处在腐蚀性环境当中的结构起到了很好的保护作用,其较快的施工速度,降低了工程对
于人们日常生活的干扰程度,小型的操作器械占地面积小,操作简单,对于原有建筑物的
影响也很小,所以,相关的工程施工单位一定要结合碳纤维加固技术以上的优点恰当地应用。
另一方面,在采取粘贴式纤维片材结构加固过程中,施工人员应该采取一些措施来大
部分卸除或者完全卸除有可能作用在结构上面的活荷载。
碳纤维的加固也有不适用的地方,比如说一些素混凝土的结构构件,包括纵向受力的钢筋,这些配筋率低于国家现行的混凝
土结构规范的,这类加固之后的混凝土在长期使用的过程中,环境的温度最好不要高于60℃。
5.碳纤维加固技术的实际应用案例
本次论文利用一个住宅楼的碳纤维加固来说明碳纤维加固技术的流程以及具体的操作
要求。
该住宅楼是一座建造于上个世纪九十年代初的底两层加上四层的住宅,原本的设计
是将一层和二层作为餐厅,现在计划将厨房设在二楼,在一楼的厨房位置这只一个售餐台,这种功能的改变会加大二层的荷载,所以二层的局部需要进行加固,在本次工程中,采取
了碳纤维加固技术。
利用碳纤维加固技术施工主要包括了卸荷-基层处理-底胶-找平-粘贴-保护等主要流程,考虑到本次工程的施工环境比较特殊,在加固之前必须要卸荷,所以在加固之前应该将板
面及粉刷层的杂物清理干净,先开凿一个保护层一直到结构层的基础面上,在进行下一步
的处理。
基层的处理主要就是将混凝土结构表面出现的一些空鼓、剥落、腐蚀和蜂窝等比
较恶劣的现象予以凿除,对于一些大面积破损的质层进行环氧砂浆的修复。
最后在利用吹
风机清理干净并保持干燥。
接下来就是涂底胶的工艺,一定要预先选取适当的质量,在电动搅拌器的工作下搅拌
均匀,然后结合现场的气温来严格地控制使用的时间,通常情况下应该在搅拌过的一个小
时内用完,干了之后再进行固化的工作。
在找平工作中主要应该注意混凝土表面的凹陷位
置填平,在模板的接头位置一定要注意高度差的修补和填充,尽量地去降低高度差。
在转
角处应该利用修补剂来制造出一个圆滑的弧度,保证半径不小于20mm。
碳纤维加固技术中
的粘贴程序是最为关键的,通常情况下一定要严格按照规定的层数和尺寸来进行碳纤维布
的剪裁,长度控制在三米之内,在调配和搅拌之后均匀地涂抹在粘贴的位置,涂抹的厚度
应该要高于底胶,一定要杜绝漏刷的现象出现,尤其注意碳纤维粘贴的边缘部位。
结束语
碳纤维技术在实际的应用过程中呈现出了十分明显的优势,具备十分强大的技术支持,所以,在结构工程的领域当中,碳纤维加固技术引起了十分广泛的反响,很多相关的高校
以及科研院所更是在着力进行相关技术的一些基础理论研究,相信在未来的建筑业尤其是
加固改造工程中,碳纤维加固技术一定能够得到越来越广泛的应用。
参考文献
[1]陶建强. 碳纤维加固技术在改造工程中的应用[J]. 中国高新技术企业,2009,11:33-34.
[2]朱三刚. 碳纤维加固技术在加固改造工程中的应用[J]. 山西建筑,2007,17:91-92.
[3]周立军. 碳纤维加固技术在桥梁工程中的应用[J]. 桥梁建设,2003,S1:87-89.。