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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。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。使用预应力加固技术后的碳纤维布相较于普通碳布，强度方面更为优越。

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。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。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。

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。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。碳纤维双向布是以碳纤维为基体材料，以棉花为辅助材料，经经线编织工艺处理形成的一种新型复合材料。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。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。固化环节的温度不低于5℃，环境温度一般会保持在20-25℃之间时固化时间不会少于3天，假如平均温度为10℃时固化时间不得少于7天。

碳纤维加固方法的具体区别是什么？

（1）粘钢加固

与钢板结合被固定到建筑结构与混凝土的表面上形成特殊的粘接部件，这样整体力一起工作，以改善一种加强结构的承载能力的方法。建筑加固利用碳纤维、粘钢、高压灌浆对建筑进行加强加固。此技术广泛用于设计变更，增加梁、柱、悬挑梁、板等加固和变更工程，是目前建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶作用的连接技术。房屋鉴定由专门的机构对房屋的安全性做出科学的评价，确保居住人的生命财产安全。植筋加固一项针对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固的技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；⑦施工宜在5℃以上环境温度条件下进行，并应符合配套树脂的施工使用温度。现已广泛应用于建筑物的加固改造工程。

(2)碳纤维加固

碳纤维加固技术是一种非常简单、优良的加固方法。碳纤维增强原理：碳纤维增强的原理是采用碳纤维片材（连续的高强度或高弹性模量的碳纤维，沿一个方向成束排列，用环氧树脂浸渍固化的碳纤维板或未用树脂浸渍固化的碳纤维板，统称碳纤维板，养护后粘贴在混凝土构件表面，用tezhi的胶粘剂或浸渍树脂加固，树脂与原组分形成新的应力复合体，共同作用，起到增强作用。若底胶指干，未能及时粘贴碳纤维布，必须等待12小时后在施工，且清理表面灰尘。

（3）外包钢加固法

外包钢加固法是将型钢(通常为角钢)包裹在构件的四个角(或两个角)中，以增强构件的力学性能。 在我国，包钢加固法也是一种广泛应用的传统加固方法。 外包钢加固结构，尤其是框架结构，节点区域Z为复杂，结构处理难度大。 该方法施工简单，原位施工少，施工可靠。 适用于不允许增加原构件尺寸，但要求增加截面承载力的分析框架、腹杆等钢筋混凝土柱、梁、弦杆的加固。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。

（4）加大截面加固：

通过增加截面加固方法，增加混凝土结构或结构的截面面积，以提高承重，满足加固方法的正常使用。本发明可广泛应用于混凝土结构和一般结构的梁、板、柱等的加固及应用范围，并具有广泛应用于混凝土结构和一般结构的梁、板、柱等的加固的优点。

碳纤维增强技术与碳纤维板

1，拉伸强度大

其抗拉强度是普通钢的数倍，弹性韧性优于普通钢，主要是由于其物理力学性能。

2，耐高温耐腐蚀

碳纤维丝和树脂可经受高温腐蚀，使碳纤维丝和树脂可正常用于酸、碱、盐等及恶劣天气，内部结构也可得到保护。

3，质量轻，韧性好

碳纤维的质量非常轻，则钢的只有五分之一，但它是钢的强度几次，但也可盘绕，便于运输更大的长度。

4，使用方便

在使用过程中，不需要大型施工设备和***设备。碳纤维板的使用是任意的，因为它容易切割，施工简单，工期短。

增大截面加固法

　　增大截面法用于提高柱的抗压能力。加固柱应根据柱的类型、截面形式、所处位置及受力情况等的不同，采取相应的加固构造方式。新增纵向受力钢筋应由计算确定，但直径不应小于14mm。钢筋在加固楼层范围内应通长布置。纵筋布置以不与梁相交为宜，若相交则应采用植筋技术锚固于梁中，且应满足植筋的相关要求。纵向受力钢筋上下两端都应有可靠的锚固。纵筋下端应伸入基础，满足锚固要求。上端应穿过楼板与上层柱连接或者在屋面板处封顶锚固。新增箍筋应使新旧两部分整体工作，箍筋直径宜与原箍筋相同，且不应小于8mm。箍筋在规定的范围内应加密，其间距和加密区范围应满足相关规范。新增混凝土强度等级应比原柱提高一级，且不应低于C25。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。

　　外粘型钢加固法

　　外粘型钢加固法用于大幅提高柱截面承载力和抗震能力。该方法应根据柱的类型、截面形式、所处位置以及受力情况等的不同，采用相应的加固构造方式。柱的纵向受力角钢应由计算确定，但不应小于L75*5。角钢在加固楼层范围内应通长布置。纵向角钢应有可靠锚固，角钢下端应锚固于基础，中间应穿过各楼层板，上端应伸至加固层的上一层楼板底或锚固于屋面顶板上。沿柱轴线方向应隔一定距离用扁钢制作箍板或者缀板与角钢进行焊接。箍板截面积、间距以及角钢胶缝间距与梁加固一致。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。

　　碳纤维布加固法

　　碳纤维布加固是砌体结构采用纤维增强材料粘贴加固，是一种比较新型的加固方法，作用是纤维材料在加固结构中承担拉应力，改善构件的受力状态，限制裂缝的产生和发展。

　　碳纤维布加固技术是利用结构胶将碳纤维布粘贴在混凝土表面，形成复合结构，CFRP通过与混凝土之间协同工作，对构件或结构起到加固及改善受力性能的作用。

　　通过碳纤维布加固，能有效改善结构状态（减少变形、降低原有结构应力、减少裂缝）