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碳纤维板材在补强加固技术强度方面是钢筋的5 倍
发布日期:2017年03月23日
预应力碳纤维板技术是一项新型的补强加固技术。碳纤维板材是目前建筑材料中耐腐蚀性能最好的材料之一。根据研究数据表明:弱酸、弱碱、冻融循环、长时间日照等环境作用对碳纤维的力学性能及耐老化性能影响极小。与传统的粘贴碳纤维板技术加固技术相比,该项技术可使碳纤维板在承担结构传递的荷载应力之前就已经处于较高的应力水平,预先发挥一定的强度,从而实现其高强性能的充分利用。
  现在常用的碳纤维片材加固技术,是在结构受拉区域用化学胶粘剂粘贴碳纤维板材,使其与构件混凝土及内部钢筋共同承受拉应力。但这种加固工艺对碳纤维强度的利用率极低,因为碳纤维板材的弹性模量为170GPa,抗拉强度高达2800MPa,要发挥抗拉强度需要1.7%的拉伸变形;而钢筋的弹性模量一般为200GPa,抗拉强度仅为300MP左右,要发挥抗拉强度需要0.15%的拉伸变形。
  当碳纤维板材与构件内部钢筋共同工作时,不考虑钢筋原有的初始应变,钢筋屈服时碳纤维板材所能发挥的强度也仅为抗拉强度的8.8% ;而在让碳纤维发挥全部强度所需要的1.7%的应变下,混凝土结构会产生大的变形及明显的裂缝,另外碳纤维片材两端的剥离破坏也限制了作用的发挥。
  由此看出,碳纤维材料弹性模量与钢筋相近、但强度是钢筋的5 倍,因此碳纤维材料发挥其强度时变形较大,钢筋屈服或混凝土破坏时,碳纤维的强度还没有充分发挥出来,预应力碳纤维加固技术可较好的解决这个问题,大大提高碳纤维材料的利用率。
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