世界城市的建設發展已經有五千余年。據聯合國人居中心預測,到2050年,世界城市化水平將達到61%,21世紀成為城市化世紀。伴隨著城市化的快速發展,建筑的使用功能及壽命相關問題也凸顯了出來。國外歐美等發達國家中,用于加固改造的費用已經占據了建筑業的總投資額的一半;而我國如今的城市建筑結構愈發趨向于老齡化,近三分之一的住宅安全儲備不足。
因此,加固行業成為一個新方向,引起了業內人士廣泛關注,加固行業得以迅速發展,新型的加固材料和工法不斷涌現。
所謂粘貼碳纖維復合材加固法,是一種用粘接劑將纖維復合材料粘貼在原有混凝土表面,使纖維復合材與混凝土形成一個整體共同受力,有效提高結構承載力的加固方法。
作為一種高效率、低成本的先進結構修復方法,自從20世紀80年代以來,就已經在土木工程中得到了很大的重視并進行了廣泛的研究與應用。
碳纖維復合材料加固優勢明顯
粘貼碳纖維復合材加固法與傳統加固方法相比,具有很多明顯優勢,比如:
1)具有良好的力學性能
碳纖維材料自重輕,重量僅為鋼材的四分之一;力學性能優越,強度高,碳纖維的抗拉強度為普通鋼材的10倍,彈性模量相當于普通鋼材的1.1至2.4倍;還具有優越的耐腐蝕性能;對原有結構損傷小,不破壞原有結構的整體性。
碳纖維布加固梁的破壞形式有以下幾種:
1、界限破壞
當碳纖維和鋼筋的配置率適當,在受壓混凝土達到極限應變的時候,受拉區纖維剛好達到極限強度,此時材料的強度得到充分發揮,截面的延性也達最大值;
2、適筋破壞
鋼筋受拉屈服,受壓區混凝土被壓壞,碳纖維未達到極限應變;
3、少筋破壞
受拉鋼筋先達到屈服,然后碳纖維片材超過極限拉應變,并達到極限狀態而被拉壞,而此時受壓區混凝土尚未破壞;
4、超筋破壞
加固量過大,受拉鋼筋屈服前,受壓區混凝土被壓壞;
5、粘接破壞
在達到正截面極限承載力前,碳纖維片材與混凝土產生剝離破壞。
與此同時,碳纖維布加固在工程中已經有了很多的應用,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構出現裂縫,為了防止裂縫處鋼筋與空氣接觸產生氧化,從而導致銹蝕,應對裂縫進行修補。對裂縫進行修補過后,在采用碳纖維布進行加固,大致過程如下:
1、首先按照圖紙要求進行定位放線;
2、采用硬毛刷對混凝土表面進行清理并將轉角處打磨成圓弧狀;
3、按設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,并對碳纖維布進行防護;
5、待膠固化后,對粘貼碳纖維布進行驗收。