世界城市的建設(shè)發(fā)展已經(jīng)有五千余年。據(jù)聯(lián)合國人居中心預(yù)測,到2050年,世界城市化水平將達(dá)到61%,21世紀(jì)成為城市化世紀(jì)。伴隨著城市化的快速發(fā)展,建筑的使用功能及壽命相關(guān)問題也凸顯了出來。國外歐美等發(fā)達(dá)國家中,用于加固改造的費用已經(jīng)占據(jù)了建筑業(yè)的總投資額的一半;而我國如今的城市建筑結(jié)構(gòu)愈發(fā)趨向于老齡化,近三分之一的住宅安全儲備不足。
因此,加固行業(yè)成為一個新方向,引起了業(yè)內(nèi)人士廣泛關(guān)注,加固行業(yè)得以迅速發(fā)展,新型的加固材料和工法不斷涌現(xiàn)。
所謂粘貼碳纖維復(fù)合材加固法,是一種用粘接劑將纖維復(fù)合材料粘貼在原有混凝土表面,使纖維復(fù)合材與混凝土形成一個整體共同受力,有效提高結(jié)構(gòu)承載力的加固方法。
作為一種高效率、低成本的先進(jìn)結(jié)構(gòu)修復(fù)方法,自從20世紀(jì)80年代以來,就已經(jīng)在土木工程中得到了很大的重視并進(jìn)行了廣泛的研究與應(yīng)用。
碳纖維復(fù)合材料加固優(yōu)勢明顯
粘貼碳纖維復(fù)合材加固法與傳統(tǒng)加固方法相比,具有很多明顯優(yōu)勢,比如:
1)具有良好的力學(xué)性能
碳纖維材料自重輕,重量僅為鋼材的四分之一;力學(xué)性能優(yōu)越,強度高,碳纖維的抗拉強度為普通鋼材的10倍,彈性模量相當(dāng)于普通鋼材的1.1至2.4倍;還具有優(yōu)越的耐腐蝕性能;對原有結(jié)構(gòu)損傷小,不破壞原有結(jié)構(gòu)的整體性。
碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種:
1、界限破壞
當(dāng)碳纖維和鋼筋的配置率適當(dāng),在受壓混凝土達(dá)到極限應(yīng)變的時候,受拉區(qū)纖維剛好達(dá)到極限強度,此時材料的強度得到充分發(fā)揮,截面的延性也達(dá)最大值;
2、適筋破壞
鋼筋受拉屈服,受壓區(qū)混凝土被壓壞,碳纖維未達(dá)到極限應(yīng)變;
3、少筋破壞
受拉鋼筋先達(dá)到屈服,然后碳纖維片材超過極限拉應(yīng)變,并達(dá)到極限狀態(tài)而被拉壞,而此時受壓區(qū)混凝土尚未破壞;
4、超筋破壞
加固量過大,受拉鋼筋屈服前,受壓區(qū)混凝土被壓壞;
5、粘接破壞
在達(dá)到正截面極限承載力前,碳纖維片材與混凝土產(chǎn)生剝離破壞。
與此同時,碳纖維布加固在工程中已經(jīng)有了很多的應(yīng)用,碳纖維布在上海證券交易所加固工程以及清華附屬中學(xué)等加固改造工程中得到了大范圍使用。在這些工程中它們所有的一個共同病害就是混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫,為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產(chǎn)生氧化,從而導(dǎo)致銹蝕,應(yīng)對裂縫進(jìn)行修補。對裂縫進(jìn)行修補過后,在采用碳纖維布進(jìn)行加固,大致過程如下:
1、首先按照圖紙要求進(jìn)行定位放線;
2、采用硬毛刷對混凝土表面進(jìn)行清理并將轉(zhuǎn)角處打磨成圓弧狀;
3、按設(shè)計要求裁剪碳纖維布;
4、涂抹底膠,粘貼碳纖維布,并沿著單向多次刮壓,涂刷面膠,并對碳纖維布進(jìn)行防護(hù);
5、待膠固化后,對粘貼碳纖維布進(jìn)行驗收。