2020年一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師考試基礎(chǔ)知識(shí)考點(diǎn)：碳纖維布加固技術(shù)

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高層與高聳結(jié)構(gòu)

碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行加固處理，該技術(shù)采用的碳素纖維布強(qiáng)度是普通二級(jí)鋼的10倍左右。具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕性和耐久性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。厚度僅為2mm左右，基本上不增加構(gòu)件截面，能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。

1、碳纖維介紹

碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同，主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括PAN基碳纖維(高強(qiáng)度型)及瀝青基碳纖維(高彈性型)。

2、環(huán)氧樹脂

不同類型的樹脂還可以保證其對(duì)砼具有良好的滲透作用，例如底涂樹脂;以及對(duì)碳纖維片與砼結(jié)構(gòu)的粘接作用，例如環(huán)氧粘結(jié)樹脂等。

(1)環(huán)氧樹脂簡介

僅僅依靠碳纖維片本身并不能充分發(fā)揮其強(qiáng)大的力學(xué)特性及優(yōu)越的耐久性能，只有通過環(huán)氧樹脂將碳纖維片粘附于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作，才能達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)的目的。因此，環(huán)氧樹脂的性能是重要的關(guān)鍵之一。環(huán)氧樹脂因類型不同而有不同的性能，適應(yīng)于各個(gè)部位的不同要求。例如底涂樹脂對(duì)混凝土具有良好的滲透作用，能滲入到混凝土內(nèi)一定深度;粘貼碳纖維片的環(huán)氧樹脂易于“透”過碳纖維片，有很強(qiáng)的粘結(jié)力。依使用溫度的不同，樹脂還分為夏用及冬用類樹脂。我公司使用的各類樹脂規(guī)格及性能(包括底層涂料的規(guī)格及性能、環(huán)氧膩?zhàn)拥囊?guī)格及性能、粘結(jié)樹脂的規(guī)格及性能等均有詳細(xì)表格資料、以備索取)。

(2)物理性能

碳纖維片工法中使用了底涂、膩?zhàn)?、浸滲粘著樹脂等三種環(huán)氧樹脂。上述三種環(huán)氧樹脂的使用目的各不相同，其物性標(biāo)準(zhǔn)也不相同。

①底涂：粘著強(qiáng)度

底涂必須確實(shí)具有把作用在混凝土表面上的荷載傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此粘著強(qiáng)度成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

②膩?zhàn)樱?/p>

壓縮強(qiáng)度·壓縮彈性率

膩?zhàn)佑糜谔畛浠炷辽系奈⑿∪睋p部分。因此，要求必須具有與混凝土同等以上的壓縮強(qiáng)度。此外，還要求具有較高的壓縮彈性模量。根據(jù)以上理由，制定膩?zhàn)拥奈镄詷?biāo)準(zhǔn)時(shí)主要根據(jù)其壓縮強(qiáng)度及壓縮彈性模量。剪切強(qiáng)度·粘著強(qiáng)度

膩?zhàn)优c底涂一樣必須具有把因荷載作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實(shí)傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此剪切強(qiáng)度及粘著強(qiáng)度便成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

③ 粘著樹脂：

張拉強(qiáng)度·彎曲強(qiáng)度

碳纖維片工法系通過向碳纖維片內(nèi)滲透浸滲粘著樹脂、通過固化形成CFRP.重要的是固化后的CFRP的物性，而浸滲粘著樹脂本身的物性并非重要。但要想獲得良好的CFRP物性，浸滲粘著樹脂本身的物性確實(shí)也有影響。因此制定了最小限度的張拉強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度的物性標(biāo)準(zhǔn)。

剪切強(qiáng)度·粘著強(qiáng)度

浸滲粘著樹脂除滲透到碳纖維片內(nèi)、通過固化形成CFRP之外，還具有粘著劑的功能。與膩?zhàn)?、底涂同樣，必須具有把因載荷作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實(shí)傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此剪切強(qiáng)度及粘著強(qiáng)度便成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。

相比之下，國產(chǎn)的樹脂材料目前缺乏配套產(chǎn)品，用途單一，且尚未制定出嚴(yán)格的物性標(biāo)準(zhǔn)。

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