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芳纶碳纤维板加固原理

芳纶纤维板的加固方式主要是将芳纶纤维板使用粘钢胶后沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在梁底受拉区，使芳纶纤维板与加固基体形成一个新的复合体，以提高芳纶纤维板与原有钢筋混凝土结构共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。5、养护粘贴碳纤维片后，需自然养护24h达到初期固化，并保证固化期间不受干扰。芳纶碳纤维板和混凝土梁通过粘结层传递剪应力和粘结正应力，以达到共同工作的目的。然而在使用过程中，芳纶碳纤维板顶部往往会产生较大的锚固剪应力和剥离正应力，因此其常见的***模式主要有三种：

1、受压区混凝土被压坏相当于混凝土适筋梁***梁体所具有的良好延性

2、混凝土粘结面剪切***，即在芳纶纤维板端部应力下作用由于粘结层的剥离强度较低导致芳纶纤维板剥落

3、混凝土保护层剥落***，这是由于端部混凝土保护层被拉裂产生竖向裂缝，当裂缝延伸到纵向钢筋后，又沿钢筋产生水平向的剥离裂缝，使芳纶纤维板连同保护层发生剥离***。

玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用

1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理

玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后，在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板，玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度，树脂提供了较好的耐腐蚀性能。碳纤维布加固混凝土柱：采用碳纤维布对混凝土进行加固，其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用，使得混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。加固过程中，使用粘钢胶沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，包括梁、柱、悬挑梁、板等需要加固和变更的工程，使玄武岩纤维板与加固基体形成一个新的复合体，即使环氧树脂玄武岩纤维板与原有钢筋混凝土结构共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高桥梁结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

2、环氧树脂玄武岩纤维板在桥梁加固应用概况

环氧树脂玄武岩纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大这些优异性能都决定了环氧树脂玄武岩纤维板将在桥梁结构的加固补强中得到广泛应用。玄武岩纤维板坐补强桥梁混凝土结构时，不需要增加螺栓和柳钉固定，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，环氧树脂玄武岩纤维板工艺简单方便。随后在锚固区域粘贴附加锚固U型箍或压条，压紧条安装时需与混凝土面保持1cm左右的缝隙以防止剥离***，之后拆除千斤顶和锚具张拉支架。相较于其他的加固方式，利用环氧树脂玄武岩纤维板加固有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，得到愈来愈多的青睐与肯定。三、浅析碳纤维布加固***原理及施工工艺据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用，在早期其加固费用昂贵，碳纤维布加固技术的发展被限制，随着我国科技实力的不断发展，碳纤维布加固的造价不断降低，使的碳纤维布加固技术日益成熟，其应用领域不断增大，让碳纤维材料在工程应用领域中得到了***推广。

碳纤维布加固混凝土柱：

采用碳纤维布对混凝土进行加固，其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用，使得混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。

碳纤维布加固混凝土梁：

根据实验研究成果，碳纤维布加固梁的***形式有以下几种：

1、界限***，当碳纤维和钢筋的配置率适当，在受压混凝土达到极限应变的时候，受拉区纤维刚好达到极限强度，此时材料的强度得到充分发挥，截面的延性也达大值；

2、适筋***，钢筋受拉屈服，受压区混凝土被压坏，碳纤维未达到极限应变；

3、少筋***，受拉钢筋先达到屈服，然后碳纤维片材超过极限拉应变，并达到极限状态而被拉坏，而此时受压区混凝土尚未***；

4、超筋***，加固量过大，受拉钢筋屈服前，受压区混凝土被压坏；

5、粘接***，在达到正截面极限承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离***。

与此同时，碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用，卡本碳纤维布在上海证券所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。芳纶纤维具有高强度、高模量、低延伸、电绝缘、抗震性好、可纺性、施工简便等优良性能，可以提供板材所需要的高强度。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝，为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化，从而导致锈蚀，应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后，在采用碳纤维布进行加固，大致过程如下：

1、首先按照图纸要求进行***放线；

2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状；

3、按设计要求裁剪碳纤维布；

4、涂抹底胶，粘贴碳纤维布，并沿着单向多次刮压，涂刷面胶，并对碳纤维布进行防护；

5、待胶固化后，对粘贴碳纤维布进行验收。

总而言之，碳纤维布加固技术与传统的增大截面加固法、粘钢加固法等相比，碳纤维布加固法具有抗拉强度高，耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点，为结构安全保驾护航。（三）碳纤维加固补强的施工工艺1、根据设计确定粘贴碳纤维的范围进行基底处理(1)将砼构件表面的残缺、破损及碳化层部分清除干净，达到结构密实部位。与此同时，碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外，还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的修复工程中应用。

梁结构加固方法优缺点

增大截面加固法是通过增加原梁的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增大梁截面。

优点：是对增大梁的轻度和刚度稳定性是效果明显的和有保障的，同时可以根据受力特点个加固目的灵活设计为单侧、双侧或三面包套，这为一些位置难以施工的梁提供了灵活性的处理方式，规范没有同其他加固方法一样限制只能提高40%的强度，对承载力相差较大的情况特别适用，该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，正基于这些优点，此方法为我们大部分结构设计同行的选。多层粘贴时，待碳纤维布表面胶液达到指干立即进行下一层施工，若延误一小时，必须等12小时后在施工。

缺点：设计到施工工艺相对其他加固方法较多，现场湿作业大，周期长，造价相对较大，对现场生产和生活有一定影响。因此，采用适当的加固和改造技术措施，***和提高桥梁的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，以适应现代化交通运输的需要变得十分迫切。新、旧混凝土结合、新旧纵筋、箍筋的焊接等节点处理比较繁琐，完成质量跟施工队自身素质影响较大，增加了结构本身的自重和截面大小，也有可能改变了结构本身的刚度分配，造成相邻其他构件的连锁加固。

梁粘贴纤维复合材加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对原梁进行加固处理

优点：纤维复合材的抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍；重量轻、密度只有普通钢材的1/4；碳纤维复合材加固的耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的坏；碳纤维加固的施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证；加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，维护费用低。短切玄武岩纤维在腐蚀性介质中具有较高耐腐蚀性和化学稳定性，在饱和的碱性溶液和水泥等碱性介质中还能保持更高的抗碱液腐蚀性能，单丝断裂强度保留率大于75%。

缺点：完成质量在很大程度上依赖碳纤维布和专用结构胶的选取，而现在市场上纤维材料和结构胶质量参差不齐，价格相差比较大，这样也就有些自身要求不严格的施工单位没有严格的按照设计要求选择材料，而材料是决定此加固方法效果的关键。相较于其他的加固方式，利用环氧树脂玄武岩纤维板加固有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，得到愈来愈多的青睐与肯定。还有就是本身方法的缺陷，两种不同材料的共同工作问题，规范虽然作了滞后效应的考虑，但实际当中加上施工的误差，材料本身的差异，理论跟现实是有较大出入的，且加固规范要求此法在加固时不能超过原构件承载力的40%，另外现场施工时还要注意防火问题。