碳纤维布加固

       碳纤维布加固是一个非常广泛的话题，它涉及到不同领域的知识和技能。我将尽力为您解答相关问题。

1.碳纤维布加固实验探讨？

2.什么是碳纤维布加固？

3.碳纤维布是怎样起到结构加固作用的？

4.碳纤维布加固与粘钢加固有何区别

5.碳纤维布加固施工流程

碳纤维布加固实验探讨？

       目前已进行的碳纤维加固研究主要是针对简支梁、柱等单个构件及节点加固后的受力性能进行的研究[1-3]，而加固震后严重损伤甚至破坏的钢筋混凝土框架的研究很少。本文针对1榀进行模拟地震作用的水平低周反复荷载试验最大承载力、形成机构体系的钢筋混凝土框架模型进行CFRP布加固，再进行水平低周反复荷载的试验至破坏。

       1试验概况

       1.1试件概况

       1榀按1:3的缩尺模型设计的钢筋混凝土框架，经模拟地震作用的水平低周反复荷载试验，已达到最大承载力、形成机构体系。其中，柱端裂缝最大宽度达3mm。

       1.2加固方案设计

       对已严重损伤的框架KJ-1进行加固（加固后命名为KJ-1A），按照施工工艺[4]，梁顶粘贴长800mm×宽50mm碳纤维布一层，弯剪区按100mm宽@100mm粘贴U型箍，裂缝处粘贴U型箍，加载点处粘贴2个U型箍。柱的两端均按100mm宽@100mm粘贴环形箍三道；柱上下端的内外侧在竖直方向粘贴长600mm×宽120mm的碳纤维布；为防止柱侧竖向碳纤维布在柱底剥离，在柱脚两侧基座上分别粘贴100mm宽的U型箍各一道。节点处粘贴水平方向长400mm×宽50mm，竖直方向长300mm×宽50mm的十字形碳纤维布。为防止水平碳纤维布与梁剥离，梁两端外伸部分均加100mm宽U型箍。试件加固如图3所示。

       1.3加载方案设计

       本试验加载装置如图4所示，采用力—位移混合控制的加载方法，先以力控制进行加载，屈服后改用位移控制[5]。采用底部剪力法计算各级多遇和罕遇水平地震作用，作为试验加载制度的依据。不同烈度的多遇及罕遇地震作用的等效荷载如表1所示。

       2试验现象及结果分析

       2.1试验现象

       以2kN的水平荷载开始进行加载，加至6kN时左柱下端原结构裂缝处出现第一条宽度为0.05mm的裂缝，则加固后的开裂荷载为6kN。加至16kN时，在右柱节点处出现宽度0.3mm的裂缝，且此处钢筋屈服，柱顶最大位移8.2mm。然后改为由位移控制加载，位移加至6△y时，左柱底裂缝宽度扩展为3.0mm，右柱底裂缝宽度扩展至2.5mm，此时，构件达到极限状态，对应的极限荷载为55.2kN，大于表1中9度罕遇地震作用的等效荷载。反向加至-6△y时，左柱顶裂缝宽度扩展至2.5mm，右柱顶裂缝宽度扩展至3mm，此时，柱底部碳纤维布起鼓，试件达到强度极限，荷载呈下降趋势。

       2.2试验结果分析

       2.2.1KJ-1A滞回曲线

       KJ-1A的滞回曲线如图6所示。刚开始加载循环，荷载—位移曲线近似为直线，滞回环面积较小。钢筋屈服后，由于加载位移幅值的增大及循环次数的增多，试件的滞回环面积增大，呈梭形，滞回曲线向位移轴靠拢，位移增长速率大于荷载增长速率，说明经碳纤维布加固后，严重损伤的钢筋混凝土框架仍具有较好的抗震耗能能力。

       2.2.2KJ-1A骨架曲线

       由图6所示的滞回曲线中各环峰值，得到骨架曲线，如图7所示。开裂前，骨架曲线较陡，基本呈线性。开裂后，曲线斜率减小，出现第一个转折点。钢筋屈服时，曲线的斜率进一步减小，曲线出现第二个转折点，位移的增长速率明显大于荷载的增长速率，反映出一定的刚度退化。达到极限荷载后，曲线呈下降趋势，承载力退化，刚度退化更加明显；试件在达到极限荷载后，荷载缓慢下降，且在荷载下降到极限荷载的85％时，试件仍具有一定的变形能力，说明试件延性良好。

       钢筋屈服前，柱底纵向碳纤维布应变较小，屈服后，改为由位移控制加载，随着加载位移幅值的增大及循环次数的增多，碳纤维布应变也加快增加，说明碳纤维布粘接性能良好。在碳纤维布其被拉到极限拉应变前，卸载后应变基本可以全部恢复，原因是碳纤维布为弹性材料；试件破坏时，碳纤维布被剥离，未达到极限拉应变。图9为框架节点处竖向碳纤维布的滞回曲线，节点处的碳纤维布在正反向加载时，均处于受拉状态，钢筋屈服后，滞回环趋于丰满，面积明显增大，说明节点处碳纤维布能较好地抵抗地震作用，并具有较好的耗能能力

       3结论

       1）钢筋屈服后，试件滞回曲线的滞回环面积增大，曲线向位移轴靠拢，位移增长速率大于荷载增长速率，说明经碳纤维布加固后，严重损伤的钢筋混凝土框架仍具有较好的抗震耗能能力。

       2）钢筋屈服时，试件的骨架曲线的斜率进一步减小，位移的增长速率明显大于荷载的增长速率，反映出一定的刚度退化。达到极限荷载后，骨架曲线呈下降趋势，承载力退化，刚度退化更加明显；但荷载缓慢下降，且在荷载下降到极限荷载的85％时，试件仍具有一定的变形能力，说明试件延性良好。

       3）节点处的碳纤维布在正反向加载时，均处于受拉状态，钢筋屈服后，滞回环趋于丰满，面积明显增大，说明节点处碳纤维布能较好地抵抗地震作用，并具有较好的耗能能力。

       4）严重损伤混凝土框架经碳纤维布加固后，其承载力、耗能能力及延性等抗震性能均有较大幅度的提高。

       相信经过以上的介绍，大家对碳纤维布加固实验也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询，查询更多相关信息。

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什么是碳纤维布加固？

       碳纤维布加固的优点有:

       （1）优异的力学性能，可有效地应用于多种形式的结构补强，包括抗弯、抗剪、抗压、抗疲劳、抗震、抗风、控制裂缝和挠度的扩展、增加结构的延性。

       （2）优异的化学稳定性，使经过补强和维修的结构具有极强的抗酸、碱、盐、紫外线侵蚀和防水能力；具有足够的适应气温变化的能力。易子外加防火涂层后有效地防火。可以大大增强结构对恶劣外部环境的适应能力，延长结构寿命，这是包钢方法不可比拟的。

       （3）材料的轻质高强，可以不增加结构体积，所增加的结构自重几乎可以不计。这是传统方法做不到的。

       （4）施工工序简单，可用小型电动工具操作，不像传统补强方法需要众多工种、大量劳动力、大型施工设备及吊装机械。因而可以在传统技术无法施工的有限作业空间内实施。而且进度快、工期短，更能在持续交通有振动的情况下操作。从而大大缩短工程停工、停止运营或断路施工的时间，极大地降低经济损失和社会影响。

碳纤维布是怎样起到结构加固作用的？

       可以结合百科和碳纤维布加固施工图看下。施工流程图百度上有很多立体的和平面的。

       碳纤维布加固是砌体结构采用纤维增强材料粘贴加固，是一种比较新型的加固方法，作用是纤维材料在加固结构中承担拉应力，改善构件的受力状态，限制裂缝的产生和发展。

       碳纤维布专用建筑加固的碳布，一般平方克重有300g和200g，对应的厚度为0.167MM和0.111MM；每平方米的宽幅一般有100MM、200MM、300MM、500MM、1000MM；碳纤维布配套环氧树脂又名碳纤维胶一起用于建筑加固补强。配套的理论比例为1㎡/1kg，也就是一平方米碳纤维布需要配套碳纤维胶一公斤。

       现在有很多企业和厂家都提供整个加固方案，不仅有产品，更有整套加固方案，比如上海同滠和滠口其实就是一家，同滠负责工程加固，滠口提供生产SKO碳纤维布及其配套碳纤维胶。

碳纤维布加固与粘钢加固有何区别

       碳纤维布是怎样起到结构加固作用主要有以下分析，碳纤维加固的作用现在已得到广泛的应用，鑫泽熙建设加固有限公司竭诚为您服务 加固专业的加固二十载

        碳纤维复合材料在土木建筑中的应用：纤维增强塑料（FRP）是土木工程应用的热点，而碳纤维（CFRP）以其良好的物理力学性能，应用最广泛、成熟。纤维增强塑料包括碳纤维、芳纶纤维和玻璃纤维等，这些复合材料一般具有耐腐蚀、耐紫外线、轻质、高强和非磁性等特点，作为工程材料在80 年代初其物理力学性能有了突破性的改善和提高。碳纤维材料由于性能优于其他复合材料而脱颖而出。CFRP最初应用局限于航天、军事和船舶工程，后来范围逐步扩大到土木工程领域，加固修复混凝土结构是自80年代末至90年代初在初在欧美和日本等发达国家兴起的一项新技术，目前这项技术已成为土木工程领域研究的热点。除此之外，CFRP作为一种新的增强构件和结构体系正在研究和应用。

       1、 碳纤维的特点及力学性能

       碳纤维是具有优越的物理力学性能的新材料，也是目前性能最好，用途最多的增强纤维。在土木工程结构补强中，使用较多的碳纤维增强塑料是碳纤维片材。目前，在我国应用最多的是日本生产的碳纤维片。这种碳纤维片有单向片、单向预浸片、单向织布、双向织布等。CFRP增强塑料是指预浸料碳纤维（CF），其性能指标包括在物理力学性能方面要求其抗拉强、弹性模量、延伸率等，在施工性和使用耐久性方面主要要求其密度、浸透性、均匀度、耐腐蚀性等指标要求。碳纤维增强塑料的强度是普通建筑钢材的十几倍，弹性模量与建筑钢材在同一水平上并略高，最大可达钢材的两倍左右，一层碳纤维板的补强效果相当于4-8层碳素纤维布，能取得良好的补强效果,具有良好的耐久性和耐腐蚀性。

       2、 碳纤维的加固应用实例

       到目前为止，碳纤维片材在混凝土结构受弯构件的受弯加固、受剪加固和柱的抗震加固中研究和应用最多，相应计算理论也较为成熟。在受弯加固时，应使碳纤维的纤维方向与受拉区的拉应力方向一致，在受剪加固时，应使碳纤维的纤维方向与混凝土中主拉应力方向一致，但为了施工方便，可采用纤维方向与构件纵轴垂直的方法进行加固，抗震加固时，应使碳纤维布封闭缠绕在柱上，可以较好地提高抗震性能，除此以外，碳纤维也可沿构件轴向粘贴用于受拉构件的加固、沿环向粘贴用于轴心受压构件的加固，在受弯加固时，也可采用对碳纤维施加预应力的方法以提高加固效果，碳纤维也可用于剪力墙，以及壳体、筒仓、烟囱等特种结构的加固，这些加固方法经研究表明是有效的。

       3、碳纤维在土木工程中的应用现状

       将短切碳纤维加入新混凝土中，制成碳纤维混凝土用于新结构已有一定的工程应用；将碳纤维长丝制成棒材，在新混凝土中代替钢筋用于新建结构，主要用于海洋工程结构及需电磁波透过的工程结构；将碳纤维加工成束状或绳状，用于大型土木工程的拉索或悬索结构，该方面应用在锚具连接上尚未能很好地解决，仍有一定的应用；在新建结构中与混凝土一起做成预制混凝土板或大跨梁、架等，具有强度高，质量轻和耐腐蚀及耐久性等优点，已有部分工程应用；应用于各种公路路面工程中，可以极大地提高公路的质量及耐久性，已有较多的工程实例；将碳纤维做成布织物或织物，用于结构加固修补，有大量的工程应用，其技术已基本成熟。

       4、 国内应用现状

       碳纤维加固修补混凝土结构技术在我国起步较晚，但最近几年系统地对碳纤维用于加固修补混凝土结构技术的研究也呈现不断发展的趋势，最初仅有国家工业建筑诊断与工程技术研究中心一个单位，相继有清华大学、同济大学、天津大学、东南大学、大连理工大学等十余家高等学校和科研设计单位尝试地进行过国产和进口碳纤维织物加固混凝土构件主要包括板、梁、柱等的模型实验、加固施工工艺及加固性能评价等方面的研究，已经取得了实质性成果，并在工业与民用建筑、桥梁与隧道以及公路工程中得到具体的应用，收到了良好的效果，现在部分单位着手从事纤维增强材料加固混凝土结构规范的研究。该课题已列入建设部研究开发课题及国家科技部“九五”重点攻关课题。目前这项工作还处于刚刚起步阶段。自1997年5月，国家工程中心已制作了一些试件，分为20余个工况，取得了构件抗弯、抗剪和抗压等一些有价值的实验数据，进行了多项工程的试点与推广。相信碳纤维增强材料在国内将有广阔的发展前景

       目前国内的PAN基碳纤维强度一般在2000～3000Mpa 之间，弹性模量在2.1x105Mpa左右，其性能基本满足加固要求，碳纤维加固修复混凝土结构技术研究开发成功后，将会给土木建筑领域加固改造技术带来重大变革，采用碳纤维加固修复混凝土结构技术将比以往从传统的技术更优越、更有效率和更方便经济，可以解决传统的加固方法不能解决的技术问题，具有重大的经济和社会效益。碳纤维加固修复混凝土结构技术研究开发成功，将为碳纤维材料及其它高性能纤维材料应用于建筑业打下深厚的基础. 鑫泽熙建设加固有限公司

碳纤维布加固施工流程

       碳纤维布加固：适用构件的抗弯、抗剪、抗压等，抗震加固，砌体结构加固

       粘钢加固：静力状态下加固

       加固协调性

       碳纤维加固：材料有抗撕裂性，非常协调

       粘钢加固：钢板刚性强，协调性差

       长度和搭接

       碳纤维布加固：长度不限，可搭接

       粘钢加固：长度有限，粘钢麻烦

       自重

       碳纤维布：轻

       粘钢加固：重

       施工操作

       碳纤维布：容易

       粘钢加固：操作不方便，周期长

       性价比

       碳纤维布：优良

       粘钢加固：人工成本大，竞争力下降

       悍马加固材料，为您提供信息，谢谢！

       1、被加固混凝土表面处理。(1）确保结构本体与纤维布牢固粘结，保证碳纤维布粘结在可靠的基底上。(2)钢筋露出部位须做防锈处理，如损伤程度严重，应采取措施补救。(3)裂缝修补。(4)表面修补。(5)表面污垢和碳化物处理。(6)修角加工。

       　2、底胶涂布。(1）加强混凝土与纤维布或修补胶之间的粘结性，底胶能够浸入混凝土，增加混凝土的表面强度。(2）施工环境温度应不低于5℃，湿度应不高于85%，混凝土表面含水量应在10%以下的干燥状况。(3）一次配胶量不宜过多，一般情况配制好后在45- 60min内用完；胶的搅拌时间不宜过长，以3min为宜。(4)涂胶采用滚轮毛刷均匀涂敷，涂敷量由底胶的品种和混凝土表面状况而定，底胶的浓度较低，一般用量标准为0.25一0.3kg/m2；底胶应涂敷1-2道，如混凝土碳化严重，浸透量大时，需增加涂敷次数。

       　3、修补胶修补混凝土。(1)保证施工面平整，对混凝土面凹凸、孔洞及高差修整。(2)底胶指干后立即修补，如时隔10日以上，使用修补胶前须用砂纸打磨做表面处理；如遇蜂窝麻面，在混凝土表面应全面涂敷修补胶。

       　4、浸渍胶涂底。(1)必须使浸渍胶充分浸透，采用专用滚轮单向滚压纤维布，起拱部位和角落部分容易产生空气滞留，使用专用带齿除泡滚筒除去滞留空气。(2)固化时间，每次胶的混合量应以在施工时间内要涂布面积计算，搅拌必须充分，应特别注意混合容器的底角部分难搅拌处。(3)涂敷应均匀，涂敷胶量以浸透纤维布为标准，胶不宜多，多余胶用专用设备挤压出来，涂敷量视混凝土表面状况和纤维布规格不同而不同，一般一层用量为0.5-0.7kg/rm2。

       　5、粘贴纤维布。(1)施工注意事项：必须确定受力方向，纤维粘贴方向与受力方向一致，不能弄错；纤维布一定要铺设平整，不能褶皱，不能弯曲；浸渍胶必须用专用滚压轮滚压浸透，并排除气泡。(2)裁剪尺寸须包含纵横向重叠部分，剪裁下的碳纤维不能折叠，粘贴前必须卷滚在半径R≥80mm的圆滚上，免折损；裁剪好的纤维布，若当天用不完，应放置在无尘、干燥、无日光直射处密封保管。(3)纤维布必须沿定位线粘贴，多层粘贴应逐层进行，必须待第一层固化后再粘第二层，不得一次粘贴多层纤维布；在一处粘贴多块纤维布，应先粘中心的一块，然后向两边扩展；碳纤维布在外凸角粘贴时，不要让纤维布受折损伤；在内凹角粘贴时，采用半径相同的橡皮滚轮，挤压凹角，以免扯离力使凹角处纤维址起；滚压时沿受力方向滚压不要往返用力。(4)纤维搭接长度。在纤维方向一般规定为100mm；与纤维垂直方向两块之间无须搭接；在粘贴的纤维布面积中间，若有开口设备、铁板等阻挡时，纤维布的剪裁应事先计划，并对这些削弱的部位做好补强准备。(5)养护。纤维布粘上后，用塑料布覆盖24h以上进行养护。平均温度10℃以下，初期固化时间约2d;平均温度10～20℃，初期固化时间约1-2d；平均温度在20℃以上时，初期固化时间约1d。

       　6、浸渍胶上涂。(1)目的：表层保护，或为下一层纤维布的粘结作准备。(2)上涂后到固化前，检查纤维布有无浮起、鼓胀或剥落，若有应立刻修整。(3)浮起、鼓胀部分，在未固化前，用脱泡滚朝纤维方向推碾，将气泡排出去；若浮起、鼓胀已经固化，可采取开排气孔，用注射器灌胶充填。

       　7、表面涂饰。(1)目的：避免树脂胶白化现象。表面浸渍胶受紫外线、臭氧影响会产生老化和白化。(2)有耐火要求时，需用石棉灰浆或水泥砂浆抹面（可在浸渍胶固化前，在纤维布表面粘豆砂石子糙化）。(3)需要缓冲车辆等冲撞碳纤维表面时，可设置砂浆防护层或挂网浇筑一层高强混凝土处理，使防护层和纤维布得到充分的附着强度。(4)如有彩色美化装饰要求时，可用彩色胶或彩色涂料。

       　8、碳纤维补强加固施工质量检查和验收。(1)施工开始前，应确认碳纤维片材和胶粘剂、底层树脂、找平材料的产品合格证、质量检验报告，各项性能应满足验收规范要求。(2)材料性能抽样检验。（3）胶粘剂：当工程的胶粘剂用量在1t以下时，应作一组试样进行正拉粘结强度检验；用量在1t以上时，应每吨（不足1t，按1t计）增加1组试验；每组试样数量应不少于5个。（4）粘结质量不符合要求需割除修补时，应沿空鼓最边沿将空鼓部分的碳纤维割除，以每边向外缘扩展100mm大小之同样碳纤维材料，用同样粘剂，补贴在原处，其施工步骤及做法应按要求进行。(5)正拉粘结强度达不到要求时，应将抽样检验所代表的部位的碳纤维复合材，全部剥去重做。

       今天关于“碳纤维布加固”的讲解就到这里了。希望大家能够更深入地了解这个主题，并从我的回答中找到需要的信息。如果您有任何问题或需要进一步的信息，请随时告诉我。