碳纖維加固設(shè)計(jì)的方法和原理

　　目前在碳纖維加固設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算方法，是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將碳纖維布近似換算成一定用量的鋼筋，然后理論分析的方式以傳統(tǒng)鋼筋混凝土受力分析模型為基礎(chǔ)進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中對(duì)鋼筋混凝土有如下的假設(shè)：一是忽略不計(jì)受拉區(qū)混凝土的作用；第二在粱受彎時(shí)，碳纖維、鋼筋及混凝土應(yīng)變符合平截面假定，即平面變形假設(shè)的條件應(yīng)被碳纖維加固混凝土受彎構(gòu)件截面的應(yīng)變所滿足，相同位置處混凝土與碳纖維和鋼筋的應(yīng)變相同；若完全理想粘結(jié)加固所用布，即表示滑移現(xiàn)象沒有出現(xiàn)在碳纖維布與混凝土之間。在計(jì)算時(shí)需要注意的是：40%的幅度應(yīng)為抗彎承載力在加固后的提高上限，且應(yīng)對(duì)構(gòu)件的受剪承載力進(jìn)行驗(yàn)算，以避免受彎破壞未發(fā)生時(shí)先出現(xiàn)受剪破壞的情況。

碳纖維加固對(duì)環(huán)境耐久性及長(zhǎng)期性能分析

主要研究采用碳纖維布加固后混凝土構(gòu)件的耐大氣腐蝕性、耐水性等，如樹脂與混凝土粘結(jié)后混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度、面內(nèi)剪切粘結(jié)強(qiáng)度、彎曲粘結(jié)強(qiáng)度在快速暴露試驗(yàn)后的變化。任慧滔等通過快速凍融試驗(yàn)、堿化試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)研究了腐蝕環(huán)境對(duì)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合體力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，

碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)的耐久性能較好，在各種暴露條件下，力學(xué)性能沒有明顯退化；采用快速凍融循環(huán)試驗(yàn)和濕熱試驗(yàn)，研究了腐蝕環(huán)境對(duì)FRP與混凝土粘結(jié)性能、FRP加固混凝土梁、柱受力性能的綜合影響。結(jié)果表明：FRP與混凝土粘結(jié)性能下降較大，F(xiàn)RP加固混凝土結(jié)構(gòu)具有較好的耐久性能。

橋梁碳纖維加固施工應(yīng)注意的問題

　?。?）碳纖維片材選擇。碳纖維片材的編織均勻性，將直接影響加固質(zhì)量。碳纖維束只有分布排列均勻，加工成復(fù)合材料后才能起到整體均勻受力的作用，若材質(zhì)的均勻性不好，則構(gòu)件受力后到之纖維片拒不受力不均，使碳纖維補(bǔ)強(qiáng)的效果不能充分發(fā)揮出來。因此，選擇均勻性較好的碳纖維片材，是加固質(zhì)量的關(guān)鍵。

　?。?）碳纖維（片材）粘貼。

　　在表面處理和粘貼碳纖維片材前，應(yīng)按加固設(shè)計(jì)部位放線定位。

　　按設(shè)計(jì)要求的尺寸裁剪碳纖維片材，裁剪后的織物寬度不宜小于150mm且不應(yīng)小于100mm.

　　將碳纖維片材表面擦拭干凈至無粉塵。如需粘貼兩層時(shí)，對(duì)底層碳纖維片材兩面均應(yīng)擦拭干凈。

　　擦拭干凈的碳纖維片材應(yīng)立即涂刷粘結(jié)樹脂，膠層應(yīng)呈凸起狀，平均厚度不小于2mm.

　　將涂有粘結(jié)樹脂的碳纖維片材用手輕壓貼于需粘貼的位置。用橡膠滾筒順纖維片材方向均勻平穩(wěn)壓實(shí)，使樹脂從兩邊溢出，保證密實(shí)無空洞。當(dāng)平行粘貼碳纖維時(shí)，兩片之間孔隙應(yīng)不小于5mm.

　　需粘貼兩層碳纖維片材時(shí)，可連續(xù)粘貼。如不能連續(xù)粘貼，則再開始前應(yīng)對(duì)底層碳纖維片材重新做好清潔工作。

　　施工宜在5℃以上環(huán)境溫度條件下進(jìn)行，并應(yīng)符合配套樹脂的施工使用溫度。當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)使用適用于低溫的配套樹脂或采用升溫處理措施。

　　施工時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境濕度對(duì)樹脂固化的不利影響，其粘貼部位混凝土的含水率不應(yīng)大于4%。

　　樹脂配制時(shí)應(yīng)按產(chǎn)品使用說明規(guī)定的配比稱量置于容器中，用攪拌器均勻攪拌至色澤均勻。攪拌用容器內(nèi)不得有油污及雜質(zhì)。宜根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際溫度決定樹脂的每次拌合量，并嚴(yán)格控制使用時(shí)間。

　　為了保證粘貼的質(zhì)量，不同季節(jié)、不同溫度條件下，應(yīng)使用不同型號(hào)的粘貼樹脂，這樣才能對(duì)樹脂施工的可操作時(shí)間和固化時(shí)間進(jìn)行有效控制。