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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。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。突出的力学性能是碳纤维双向布替代钢材成为体育器材制作的优良材料。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***。

预应力碳纤维布加固原理

1、预应力碳纤维布加固方法

预应力纤维布加固系统由三部分组成：锚具、碳纤维布、碳纤维胶。其工作原理是将纤维布张拉至设计值，用粘结材料将其粘贴到混凝土板梁的受拉面，使其与混凝土结构共同受力利用碳纤维材料良好的抗拉强度，达到增强构件承载能力及强度的目的。

2、预应力碳纤维布施工工艺

（1）施工准备：在加固表面按照设计施工放样，准确确定预应力碳纤维布和两端锚具位置。放样采取钢尺***，根据支座位子确定实际钻孔以及混凝土清理位置。

（2）混凝土粘贴表面处理：桥梁钢筋混凝土结构长期直接暴露在头一定湿度的空气中，在粘贴碳纤维布加固施工中，需打凿掉脆化疏松层，提高粘结力。对混凝土粘贴面的脆化疏松层，应采用硬质金刚石磨轮打磨掉且完全露出新面，并用钢丝刷清楚输送浮层。为了保证预应力碳纤维布与混凝土之间的设计间隙，实现碳纤维布受力张拉时平直均衡无阻碍，对混凝土高凸面应采用金刚石打磨片打磨，对混凝土低凹面应采用环氧修补胶修补。假如粘贴时混凝土湿度较大，对混凝土粘贴面尚须进行人工干燥处理。碳纤维布与混凝土之间的粘结量可以用锤击法或者其他方法进行检查，确认有效粘结面积不应小于总粘结面积的95%。

（3）钻植胶锚螺栓：施工放线次啊要钢筋探测仪标定螺栓钻孔位置，假如遇到钢筋需移位，应通知技术人员记录编号，并安排现场修整支座板安装孔。采用电锤钻孔时应保证钻孔中心线与混凝土梁面垂直，钻孔中心位置偏差不超过3mm。采用化学胶管或植筋胶植入螺栓时，应保证孔内胶液饱满且螺栓垂直于梁面。抗拉强度高，是普通钢材的4-8倍，极适合于钢筋混凝土结构的加固补强。

（4）安装锚具支座与预应力碳纤维布：将锚固板安装至张拉板上，调整张拉钢板，使碳纤维布的纵向轴线通过锚具中线，以保证碳纤维布截面内力分布均匀。待调整好平整度后，将碳纤维布的两端固定在锚固板上，取下另一段的锚固板，放置在干净的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸渍胶。将配置好的浸渍胶均匀涂刷在构件的粘贴面，应保证涂刷厚度均匀。2、不增加结构重量，碳纤维片重量200g/m2～300g/m2，设计厚度0。

（5）张拉预应力碳纤维布与压紧条安装：将锚固板安装在构件的另一端的张拉板上，轴承压在锚固板上，安装千斤顶并调整处于水平位置，加压张拉至设计张拉应力值的15%，刻录锚具张拉移动起始线。加压张拉至设计张拉应力值的30%，检测锚行程位移是否对应预张拉时的刻录线。分段加压张拉至设计张拉应力值的50%、70%、90%、100%，检测锚具行程位移是否满足理论伸长量的要求，按规范要求张拉端锚具行程位移与理论伸长量误差应不大于±6%。加压或减压时，千斤顶行程速度应控制在20mm/分钟以内，严禁快速冲、放千斤顶行程。所有张拉都应在碳布胶适用期内完成。当张拉应力值和张拉端锚具行程位移满足要求后，将拉杆上面的锁固螺栓扭紧到位，使锚固端的碳纤维布与混凝土梁表面紧密结合，停顿5分钟没有其他异常情况后在碳纤维布表面再刷一层浸渍胶，使碳纤维布完全被树脂浸润，并用刷子沿纤维方向挤压，除去碳纤维下面的水泡。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。混凝土与碳纤维之间的环氧树脂粘结层容易发生粘结***，粘贴CFRP片材的碳纤维加固有其限度，过量粘贴会导致界面无法传递足够的剪应力而使得CFRP的强度无法得到充分利用，并且在构件承受较大荷载时容易出现粘结***。

（6）固化养护与拆卸夹具：应碳纤维布在施工环境温度和材料特性合理控制固化时间，当施工环境温度低于25℃时，固化时间相对延长。在浸渍胶凝固后，检查碳纤维布的粘贴质量，在构件上覆盖一层塑料薄膜，养护后松开张拉机具，裁除多余的碳纤维布，将张拉机具卸除。也就是说如果Mb与M0差值较小，碳纤维抗弯加固的作用是有限的，粘贴更多的碳纤维也不能提高抗弯能力，而只能导致规范不允许的超筋截面。

环氧树脂玻璃纤维复合筋性能

1、玻璃纤维特性

剥离纤维是以剥离为原料经高温溶质、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的。除了具有拉伸强度高，抗冲击性能大灯优异的力学性能，剥离纤维还是的电绝缘材料和工业防腐、防潮材料，更作为增强材料用以制造增强混凝土，增强水泥等制品。

2、环氧树脂特性

环氧树脂固化后也具有良好的物理、化学性能，环氧树脂介点性能良好，制品稳定性好，变定收缩率小，柔韧性较好，硬度高，对碱及大部分溶剂稳定，而且使用环氧树脂可以加强两种材料之间的粘结强度。

3、环氧树脂玻璃纤维复合筋

环氧树脂玻璃纤维复合筋，其抗拉强度，是同规格普通铜筋、钢筋的2倍以上；其密度在1.25-2.1g/㎝之间，仅为常规普通钢筋的1/4左右。

玻璃纤维复合筋的低密度减轻了施工工程自身的重量，使运输、施工和安装过程更加方便；环氧树脂玻璃纤维复合筋抗拉强度极高，在达到抗拉强度的极限时，复合筋也不会产生实质性的变形；4、加固用碳纤维板系统的安装加固用碳纤维板系统通过高强螺杆及弧形转向块与锚具底座相连接，弧形转向块能使碳纤维板受力在同一直线上。环氧树脂玻璃纤维复合筋易于切割，施工方便，刀盘可直接切割，可按不同工程要求生产各种不同规格的标准及非标准件。

此外环氧树脂玻璃纤维复合筋还具有优异的化学性能，其耐酸碱溶液腐蚀性能是其他任何纤维材料制品都不可以比拟的；其热膨胀系数与混凝土相近，替代钢筋用于混凝土，握裹力更强。

环氧树脂玻璃纤维复合筋耐腐蚀性极强，尤其对PH值溶液或腐蚀物质都具有较高的包容度。不论是在露天潮湿会淋雨的地区还是在酸碱环境恶劣的地区，其用于桥梁，路面混凝土结构都具备较好的耐腐蚀性，使用寿命普遍长于传统钢筋。

碳纤维在钢结构加固中效果如何

碳纤维加固能在混凝土结构中起到作用，是由于碳纤维与混凝土形成整体，在荷载继续增加时，能够与混凝土形成整体共同受力，分担混凝土结构承受的荷载以提高结构承载力。在混凝土加固的时候，要求碳纤维自身强度必须有保障和碳纤维必须与基材形成整体共同受力，否则碳纤维加固都将无法生效。此外碳纤维还具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐疲劳、耐蠕变性、导电性、导热性、小比重和热膨胀系数小的优良性能。

碳纤维加固技术的不断发展，新的技术已经将碳纤维用于钢结构中，有一点是需要注意的，那就是与基材共同受力，会影响碳纤维在钢结构中运用的重要因素。碳纤维在对钢结构进行加固时，由于基材的不同，相较混凝土结构易发生粘接***、致使碳纤维无法充分发挥强度。为了达到预期的加固效果，碳纤维复合材端部必须采取锚固措施。碳纤维加固缺点的这几点你必须要知道粘贴碳纤维结构加固技术见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，由此面达到对建筑物进行加固、补强的目的。

碳纤维复合材的性能还在不断的提升中，能够为钢结构加固提供越来越强大的支持。随着材料的不断优化、突破、粘贴碳纤维复合材加固必将用于更多、钢结构，为更多的结构安全保驾护航。