碳纤维增强聚合物是一种新兴的高强材料,最早应用于航空航天等高科技领域。近年来在土木工程领域中的研究与应用得到了迅速发展。较之传统的结构加固方法,碳纤维加固技术是一种新型高效的加固修复技术,它具有高强、高效、施工便捷、使用面广等优点。碳纤维加固技术是利用改性环氧树脂类胶结材料将碳纤维片材粘贴于混凝土表面,从而达到结构补强及改善受力性能的目的。此项技术在美国、日本等发达国家已成熟运用,在20世纪90年代后期国内才开始碳纤维加固技术的研究与应用,虽取得了一定的成果,但至今尚未形成系统的理论。
粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面,使两者共同工作,提高结构构件的(抗弯、抗剪)承载能力,由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的。
碳纤维加固技术适用于各种结构类型、各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构,要求基层混凝土的强度等级不低于C15即可;另外,砖砌体的某些力学性能也可以用碳纤维进行加固。
一、碳纤维材料的基本特性
碳纤维增强复合材料补强加固所采用的基本材料是高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未经树脂浸渍固化的碳纤维布,统称碳纤维片材。将片材用专门配制的粘贴树脂或浸渍树脂粘贴在桥梁混凝土构件需补强加固部位表面,树脂固化后与原构件形成新的受力复合体,共同工作。
1、碳纤维片材;
片材碳纤维材料的拉伸强度在(2400~3400)MPa之间,与普通碳素钢板拉伸强度为240MPa相比,片材的拉伸强度很高。
片材碳纤维材料的弹性模量依片材力学性能不同,碳纤维片材依力学性能分成高模量、高强度和中等模量三类。高模量碳纤维片材的弹性模量较高,但其伸长率较低。
相比之下,碳纤维片材的单位重比钢材低许多,说明碳纤维片材较轻。碳纤维的化学结构稳定,本身不会受酸碱盐及各类化学介质的腐蚀,有良好的耐寒和耐热性。
2、配套树脂类粘结材料;
混凝土结构加固修补配套树脂系统包括底层涂料,用于渗透过混凝土表面,促进粘结并形成长期持久界面的基础;油灰,用于填充整个表面空隙并形成平整表面以便使用碳纤维片材;浸渍树脂或粘结树脂,前者用于碳纤维布粘贴,后者用于碳纤维板粘贴。
二、碳纤维布加固的原理
用于建筑结构加固的碳纤维材料具有优良的力学性能,其抗拉强度一般为建筑用钢材的十几倍;但是,碳纤维材料织成碳纤维布后,其中的各碳纤维丝很难完全共同工作,在承受较低的荷载时,一部分应力水平较高的碳纤维丝首先达到其抗拉强度并退出工作状态,以此类推,各碳纤维丝逐渐断裂,直至整体破坏。而使用粘结剂后,各碳纤维丝能很好地共同工作,大大提高碳纤维布的抗拉强度,故碳纤维加固首先必须使碳纤维布中的碳纤维丝能共同工作,因此粘结剂对碳纤维布的加固起着关键的作用,它既要确保各碳纤维丝共同工作,同时又确保碳纤维布与结构共同工作,从而达到加固的目的。
- 2025年十大建筑防水新技术,刚性防水首次上榜
- 历史性突破!以科洛为代表的刚性防水技术,首次登顶中国建筑防水科技创新大奖,荣耀入选 "十大创新技术"!第五届防水科创大会大咖云集,揭秘行业未来!2025年4月23日,由中国建筑防水杂志社、中建材苏州防
- 2024-01-13 23:25:58
- 2025防水材料产业现状及未来发展趋势分析
- 全球防水材料市场规模将达到新的高度。特别是在亚洲和非洲等新兴市场,由于基础设施建设的加速和城市化进程的推进,防水材料的需求量将持续增加。在中国,随着政府对基础设施建设的持续投入和房地产市场的稳定发展,
- 2024-01-13 23:25:58
- 防水行业未来十年:环保、数字化、国际化成三大增长引擎
- deep seek大模型的火爆,AI技术正在重塑各行各业,防水行业也不例外。根据DeepSeek的最新分析,未来十年,防水行业的增长将主要依赖三大方向:环保创新、数字化服务和国际化布局。对于防水企业来
- 2024-01-13 23:25:58
- 北新防水半年5次通报暴露快速扩张隐患
- 在2024年上半年连续5次被多地市场监管部门通报质量问题,引发业界广泛关注。这一系列事件不仅暴露了北新防水在质量管控方面可能存在缺陷,更让人不禁质疑其近年来快速扩张战略的可持续性。作为行业龙头企业,北
- 2024-01-13 23:25:58
- 北新防水品牌推介会合肥站 聚焦行业新趋势与不合格挑战
- 北新防水临时党委书记、董事长、总经理张弘在致辞中首先向长期以来支持北新防水的合作伙伴表示衷心的感谢,并简要回顾了近年来北新防水的发展历程。他指出,在行业竞争日益激烈、内卷现象加剧的背景下,北新防水始终
- 2024-01-13 23:25:58
- 中国防水行业中的SBC应用现状及未来走向浅析
- 作为SBC下游重要的消费终端之一,沥青改性防水卷材行业发展对SBC市场走势存在较为重要的影响,我们今天梳理一下,SBC在防水卷材行业的应用走势。SBC在防水产品中,SBS及SIS应用数量较多,其他包括
- 2024-01-13 23:25:58
- 2024年中国国际屋面和建筑防水技术展览会
- 2024第20届中国国际屋面和建筑防水技术展览会,将于2024年10月16-18日,继续在上海虹桥-国家会展中心隆重举办。还是与由中联慕尼 (北京) 国际会展有限公司所主办的 “2024年FBC中国国
- 2024-01-13 23:25:58
- 直击2024中国防水展,PVDF复合技术引发热议
- 这是因为高正新材是业内极少数可以做到将PVDF氟碳膜与多种材料完美复合的薄膜材料供应商,无需改变任何现有工艺,无痛实现建材性能提升,在PVDF氟碳膜与各种金属板材、防水卷材、铝箔等材料复合后,能有效提
- 2024-01-13 23:25:58
- 2024年防水材料的龙头上市防水材料公司名单
- 防水材料龙头,2024年第二季度季报显示,公司营收同比增长-13.77%至80.69亿元;东方雨虹净利润为5.96亿,同比增长-37.23%,毛利润为23.25亿,毛利率28.81%。公司位于北京市,
- 2024-01-13 23:25:58
- 建筑工程防水渗漏治理专题培训会圆满举办
- 为深入开展好“质量月”活动,指导企业落实质量多发问题防控措施,9月26日,潍坊市建筑工程防水渗漏治理专题培训会在潍坊寿光召开,本次活动由潍坊市建筑业发展服务中心主办,寿光市住房和城乡建设局、寿光市建筑
- 2024-01-13 23:25:58