粘贴碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术,已经得到较为广泛的应用,并已产生较大的经济效益;在混凝土结构的加固中,碳纤维布主要是分担钢筋的受力,即碳纤维布的主要作用是提高结构构件的抗拉强度,那么在其它的结构中,碳纤维布能否起到加强抗拉强度的作用呢?因为碳纤维布在结构胶的作用下强度很高,其它结构在用碳纤维布加固后,会否象类似钢筋混凝土结构构件的**筋截面破坏一样产生负1面影响呢?目前我所正在探索应用碳纤维布加固砖砌体的技术(如砖砌体在外界环境影响下产生的裂缝修补,采用碳纤维布来提高砌体的某些力学性能),该技术是粘贴碳纤维结构加固技术领域中的新生事物,如能成功,必将也能产生较大的经济效应.根据加固原理可知,在施工前必须选择合适的粘结剂,认真查看材料的质保书及使用说明,掌握材料的各有关参数,以确保它有足够的强度,能保证碳纤维丝共同工作,同时又确保碳纤维布与结构共同工作;在施工过程中,参照使用说明,每道胶都必须处理好,特别是粘贴碳纤维布的JGN-C胶,应尽可让胶充分地渗入到碳纤维丝之间(细部空鼓处,可用针筒注射胶),确保相互共同工作。
通过对某制药厂工程实例的施工操作,深深体会到碳纤维布结构加固技术简介中介绍的各项优点,该工程施工时,碳纤维布生产厂家,在确保安全的前提下,南京碳纤维布,仅用了简单的脚手架,而且,碳纤维布裁剪非常方便,可以根据形状及尺寸随意裁剪,在各种支架的遮挡处可随意穿过,施工非常方便;另外,从2001年 5月7日加固后到现在,在腐蚀性气体的侵蚀下,至今未见有被腐蚀处;该工程从开工到结束仅7天(包括搭、拆脚手),工总费用仅约为11000.00元。
碳纤维的高强特点仅在受拉钢筋屈服后才发挥,强度利用率不高,加固效果不显著。尤其对于自重较大的桥梁结构,在加固时虽已卸除活荷载,但结构仍存在较大的初始应力,而碳纤维加固材料是在加固以后才开始受力,碳纤维的应力、应变始终滞后于原结构的累计应力和应变,即必须考虑被加固构件的二次受力问题,这又进一步影响了碳纤维布的强度发挥。
原因:材料性质所决定。弹性材料,强度很高,单向碳纤维布,但弹性模量相对较低。根据平截面假定,在与钢筋混凝土梁共同工作时,碳纤维的应变与钢筋应变相差不大,弹性模量也相似,故其所承担的应力与钢筋基本相同,强度没有得到充分发挥,仅为其极限强度的20%左右。
无张力下稳定化纤维取向度降低,较终的CF性能受影响。一般在张力负荷下进行稳定化,这种情况下,纤维的热收缩被压抑,甚至会伸长,这种伸长是由于非环化区的塑性变形所致。也有人认为是梯形聚合物中链的断裂使分子链产生相对滑移或分子链平行于纤维轴取向所致。PAN在张力下稳定化除提高取向度外还有一个重要原因是抑制物理收缩,使环化反应顺利进行。