浅谈碳纤维布加固预应力混凝土空心板新技术

清水混凝土网对碳纤维增强得合资料的一些运用进行总结，欢迎转发交流。碳 纤维增强复合资料因其优秀的力学功能，变成这些年被很多应用于多种构造补强加固中的一种新式资料。一起跟着桥梁加固技能的不断进步，碳纤维粘补助强技能在 理论规划和施工等方面也得到了进一步完善和展开，变成现在研讨的热门。在这方面，广大专家和桥梁作业者进行了很多的研讨，取得了不少成果。
　　采用碳纤维加固的混凝土构造，屈从荷载和极限承载力都有显着进步，碳纤维高强高弹模的特性对构造的刚度进步也有所奉献，构造损坏方式显着改进，从脆性损坏向延性损坏改变。
　　
　　一、碳纤维资料及其功能特色

　 　碳纤维又称碳纤维增强复合资料(CarbonFiberReinforcedPolymer，简称CFRP)，是把聚丙烯晴、人造纤维、石油或煤沥青、 苯酚树脂等质料，在不生动气体中经2000℃～3000℃的高温烧成纺线形状，并使其碳素化而制造出来的高功能无机纤维。
　 　碳纤维成品能够制成不一样的型材如纤维布、纤维板、棒材、短纤维等，依据不一样工程的不一样部位和需要而定。我国《CECS146-2003碳纤维片材加固混 凝土构造技能规程》规定的碳纤维布的首要力学功能指标要求有：碳纤维片抗拉强度标准值不小于3000Mpa，弹性模量不小于2.1x105Mpa，伸长率 不小于1.5%；碳纤维板抗拉强度标准值不小于2000Mpa，弹性模量不小于1.4x105Mpa，伸长率不小于1.5%。

　　碳纤维增强复合资料是一种理想的新式复合资料，与传统的构造加固资料比较，碳纤维加固资料具有显着的功能优势，首要表现在：
　　1.强度高。
因为碳纤维资料具有很高的强度(其抗拉强度约为通常钢筋强度的10多倍)，在加固修补构造中能够充分利用其高强度、高弹性模量的特色来进步构造及构件的承载力和延性，改进其受力功能，到达高效加固修补的意图。
　　2.施工简洁，工效高。
没有湿作业，不需要大型施工机具，施工占用场所少。现场运用时可依据需要用剪刀或刀片将其任意裁剪。施工办法简洁，质量简单保证，成效高。
　　3.耐腐蚀功能及耐久功能杰出。
实验标明，碳纤维资料加固修补混凝土构造有杰出的耐腐蚀功能及耐久功能，能够抵御修建物遇到的各种酸、碱、盐对构造物的腐蚀。运用该种加固修补办法对构造进行处理后，维护费用较低，而且其自身也能够对内部混凝土构造起到维护效果。
　　4.施工质量简单保证。
从资料自身来讲，因为碳纤维资料是柔性的，即便被加固构造的外表不是非常平坦也能够根本保证较高的有用张贴率，即便张贴后发现部分有气泡，也可将树脂用注射器写入气泡中，将空气赶开就能够了。而其它加固办法很难到达这么的效果。
　　5.对构造的影响小。
碳纤维资料质量轻且厚度薄，张贴后每平方米分量不到1.0千克(包含树脂分量)，一层张贴后厚度仅0.1mm左右，加固修补后根本上不增加原构造的自重和原构造尺度。
　　6.耐疲惫功能好。
通常金属的疲惫强度为其抗拉强度的40%～50%，而碳纤维资料可达70%～80%。
　　

　　二、碳纤维布的加固原理

　 　用于修建构造加固的碳纤维资料具有优秀的力学功能，其抗拉强度通常为修建用钢材的十几倍；可是碳纤维资料织成碳纤维布后，其间的各碳纤维丝很难彻底一起 作业，在接受较低的荷载时，一部分应力水平较高的碳纤维丝首要到达其抗拉强度并退出作业状况，以此类推，各碳纤维丝逐渐开裂，直至全体损坏。而运用粘结剂 后，各碳纤维丝能极好地一起作业，大大进步碳纤维布的抗拉强度，故碳纤维加固首要有必要使碳纤维布中的碳纤维丝能一起作业，因此粘结剂对碳纤维布的加固起着 要害的效果，它既要保证各碳纤维丝一起作业，一起又要保证碳纤维布与构造一起作业，然后到达加固的意图。
　　
　　三、对于该技能的实验研讨

　　1.实验资料
　　选用冷轧带肋钢筋预应力混凝土空心板，图集号：L95G404，板号为YK-BL33-22d，尺度为3280mm×59mm×120mm，受力主筋为650级8φ5冷轧带肋钢筋，混凝土强度等级C25。
　　其间B1、B2为比照实验板，未进行加固处理；B3~B6底部通长张贴日本产FTS-C1-20碳纤维120mm宽2道。
　　实验用FTS-C1-20碳纤维资料功能指标：厚度0.111mm，单位面积分量200g/m2，密度1.8g/cm3，拉伸强度3550MPa，拉伸模量235GPa，张贴碳纤维构造胶选用日本产FR-E3P。
　　2.实验计划
　 　在预应力混凝土空心板跨中混凝土及碳纤维上张贴电阻应变片，按《预制混凝土构件质量查验鉴定标准》(GBJ321-90)对预应力混凝土空心板进行构造 功能实验。在1.0倍正常运用短期荷载查验值效果下持荷30min，其余每级荷载效果下持荷10min。持荷结束时，运用静态电阻应变采集仪盯梢记载混凝 土及碳纤维在各级荷载效果下的应力应变状况，用百分表量测空心板在各级荷载效果下的挠度改变，用读数显微镜观测裂缝宽度并记载裂缝展开状况。为查验预应力 混凝土空心板的承载力状况，一切实验均做到损坏停止。
　　3.实验剖析
　　板底张贴碳纤维加固正截面抗弯验算，依据现行标准抗弯规划核算的根本原理，参照国内外有关碳纤维加固混凝土受弯构件正截面抗弯规划的实验研讨成果，假定：
　　(1)预制混凝土空心板受弯后，变形规则符合平截面；
　　(2)疏忽混凝土的抗拉强度；
　　(3)在极限状况下，碳纤维的应力到达抗拉规划强度。正截面内力平衡方程：
　　ΣFx=0Acffcf+Asfy=bxfcm(1)
　　ΣM=0Mu=Acffcf(h-x/2)+Asfy(h0-x/2)(2)
　　4.实验结论
　　(1)采纳张贴碳纤维加固预应力混凝土空心板，能够有用地进步预应力混凝土空心板的承载力。
　　(2)在同样荷载效果下，张贴碳纤维加固后能够有用削减预应力混凝土空心板的挠度。
　　(3)张贴碳纤维加固后预应力混凝土空心板的开裂荷载增大。
　　(4)采纳张贴碳纤维加固预应力混凝土空心板，根本不影响构件的截面高度及自重，对用户空间的净高度及修建物的别的构造没有影响。
　　(5)实验中碳纤维最大拉应变为12000με，主张规划时碳纤维抗拉强度取2000MPa。
　　
　　四、结束语：

　　跟着大家对碳纤维资料的进一步深入研讨以及碳纤维加固技能的推行和实习，碳纤维加固的不足会逐渐得到战胜，碳纤维资料的功能会愈加优秀，碳纤维加固理论及加固技能将逐渐走向老练，碳纤维加固技能在工程加固范畴将扮演越来越重要的人物。