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①底涂:粘着强度
底涂必须确实具有把作用在混凝土表面上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能。因此粘着强度成为制定其物性的重要依据。
②腻子:
压缩强度·压缩弹性率
腻子用于填充混凝土上的微小缺损部分。因此,要求必须具有与混凝土同等以上的压缩强度。此外,还要求具有较高的压缩弹性模量。根据以上理由,制定腻子的物性时主要根据其压缩强度及压缩弹性模量。
剪切强度·粘着强度
腻子与底涂一样必须具有把因荷载作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性的重要依据。
③ 粘着树脂:
张拉强度·弯曲强度
碳纤维片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP。重要
的是固化后的CFRP的物性,而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。但要想良好的CFRP物性,浸渗粘着树脂本身的物性确实也有影响。因此制定限度的张拉强度及弯曲强度的物性。
剪切强度·粘着强度
浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP之外,还具有粘着剂的功能。与腻子、底涂同样,必须具有把因载荷作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性的重要依据。
相比之下,国产的树脂材料目前配套产品,用途单一,且尚未制定出严格的物性。
2、碳纤维材料与其他加固材料对比
(1)抗拉强度:碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。
(2)弹性模量:碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材,但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。
(3) 疲劳强度:碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于纲丝。金属材料在交变应力作用下,疲劳极限仅为静荷强度的30%~40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展,以及存在纤维内力再分配的可能性,复合材料的疲劳极限较高,约为静荷强度的70%~80%,并在前有变形显著的征兆。
(4)重量:约为钢材的五分之一。
(5)与碳纤维板的比较:碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面,而板材更适用于规则构件表面。此外,由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大,与混凝土界面的粘接强度不如片材。
3、材料性能
通过材料价格、施工操纵及本钱等三方面的技术分析可以看出,碳纤维材料加固混凝土具有优良的机能价格比、科技含量高、技术前辈,该技术具有良好的技术经济效益、社会效益和效益,在综合工程经济机能等方有很强的竞争力。为防止材料在保管中损坏,材料的裁切数量应按当天的用量裁切为准。碳纤维片材实际粘贴面积应不少于设计量,位置偏差应不大于l0mm。碳纤维生产用的PAN原丝的纺丝工艺有干纺、湿纺和干湿纺三种②高差调整。由于模板错位产生混凝土表面高低差,亦必须在粘贴纤维前修复。大面积可用高强砂浆,局部位置则用修补胶修补。(5) 表面污垢和碳化物处理。以盘式打磨机、喷砂、高压力的水冲洗等方法,将表面处理成平坦规整、无松动、无脆弱碎块及无污物的表面,油脂类污物用中性洗涤剂脱脂,用高压力的气抢清理灰尘,粘结纤维布前混凝土表面必须充分干燥。
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