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碳纖維片材加固混凝土結構原理

構件外部粘貼碳纖維片材加固法是根據結構構件受力分析計算結果和受力特征，應用配套樹脂將碳纖維片材粘貼于強度不滿足受力要求的混凝土構件外部相應部位，以達到構件滿足承載力要求的一種補強加固方法。

8.2外部粘貼碳纖維加固法的加固原理與粘貼鋼板加固基本相同，是利用其配套樹脂的抗剪切強度將混凝土構件承擔的荷載傳遞給碳纖維片材，使后粘貼碳纖維片材和原鋼筋混凝土構件共同承受外部荷載作用力的一種加固方法。

8.3 因同屬構件外部粘貼加固，碳纖維加固混凝土結構也存在應力滯后、應變超前和卸荷的問題。設計施工時可根據直接卸荷和間接卸荷的適用范圍來確定采取不同的卸荷方式。

碳纖維材料與其他加固材料對比

　　(1)抗拉強度：碳纖維的抗拉強度約為鋼材的10倍。

　　(2)彈性模量：碳纖維復合材料的拉伸彈性模量高于鋼材，但芳綸和玻璃纖維復合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。

　　(3) 疲勞強度：碳纖維和芳綸纖維復合材料的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料在交變應力作用下，疲勞極限僅為靜荷強度的30%～40%。由于纖維與基體復合可緩和裂紋擴展，以及存在纖維內力再分配的可能性，復合材料的疲勞極限較高，約為靜荷強度的70%～80%，并在破壞前有變形顯著的征兆。

　　(4)重量：約為鋼材的五分之一。

　　(5)與碳纖維板的比較：碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結構表面，而板材更適用于規(guī)則構件表面。此外，由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大，與混凝土界面的粘接強度不如片材。

　　3、材料性能

　　碳纖維片是以碳纖維為組分，以樹脂為基體，通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復合片材。它具有極其*的品質：材料質輕高強，碳纖維片的抗拉強度比同截面鋼材高7~10倍，用環(huán)氧樹脂將它與結構物粘貼后形成一體，能可靠地與鋼筋混凝土共同工作，獲得優(yōu)異的補強效果，而結構物自重的增加幾乎可以忽略;其抗疲勞強度高，耐久性能好，耐磨損、抗老化等。注：設計厚度是按照碳纖維斷面積推算出的厚度，施工時用的片材含有集束用的預浸樹脂、玻璃纖維網和襯紙，其厚度與設計厚度不同。

　　(1)基底處理工具：

　　① 磨機：用于混凝土表面的打磨用

　?、?鏨子：用于剔鑿混凝土表面松散部位的混凝土殘渣

　?、?鋼絲刷：用于清除混凝土表面的不潔污漬

  ?、?調料容器：用于調和環(huán)氧樹脂用

　?、?衡器：用于稱量材料各組分的重量

　　③ 攪拌器：用于攪拌混合樹脂材料用

　?、?刮板：用于修補凹凸不平及粘貼碳纖維撫平用

　　⑤ 滾筒刷：用于涂刷樹脂用

　?、?羅拉：用于碳纖維的脫泡和壓緊用

　　(3) 檢測類工具：

　?、?靠尺：用于檢查混凝土表面平整度

　?、?塞尺：與靠尺配合使用

　?、?溫濕度計：用于測量大氣溫度、濕度用

　?、?小鼓錘：用于檢查空鼓用

　?、?卷尺與鋼板尺

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