碳纤维材料在建筑结构加固中的运用
来源:考试大2010年5月13日【考试大:中国最给力的教育考试网站】
碳纤维是一种由有机母体纤维(例如粘胶丝、聚丙烯腈或沥青)采用高温分解法在1000~3000度高温的惰性气体下去除碳以外的所有元素制成的新型非金属材料。具有高比强、高比模、耐疲劳、抗蠕变、比耐热钢还耐高温、比不锈钢还耐腐蚀、耐磨损、尺寸稳定、导电、导热、热膨胀系数小、自润滑和吸能抗震等一系列优异性能。另一重要特性就是比重小。比重一般在1.6左右,是铝的二分之一,钢的五分之一。尽管碳纤维质量轻,但它强度高,有很高的“比强度”(比强度=材料的强度极限/材料的单位重),碳纤维还有极好的纤度(纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数),一般仅约为19克;拉力高达300KG/MM2;目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异宝贵的电学、热学和力学性能。
碳纤维材料有着如此神奇的性能,理所当然地被人们广泛应用于各个领域。
碳纤维利用其特有的力学特性,广泛应用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料;利用其振动衰减性,应用于音响器材;利用其耐疲劳性,应用于直升飞机的叶片;利用其耐高温性,应用于飞机刹车片和绝热材料;利用其尺寸稳定性,应用于宇宙机械、电波望远镜和各种成型品;利用其耐药品性,应用于密封填料和滤材;利用其电气特性,应用于电极材料、电磁波屏蔽材料、防静电材料;利用其生体适应性,应用于人工骨、韧带;利用其X-光透过性,应用于X-光床板等。
利用碳纤维材料为主要原料的碳纤维结构加固技术是一种新型的加固技术。始于20世纪80年代美、日等发达国家,我国起步较晚,发展较快,建筑领域从80年代后半期开始把它作为钢筋、预应力混凝土钢材的替代材料加以研究,并作为预应力混凝土桥梁的张拉材料、建筑物的外墙材料、既有结构物的加固材料等加以利用,已经产生较大的经济效益。
具体说来可以但不限制于:利用碳纤维加固公路桥敦结构、对既有钢筋混凝土烟囱的加固;构件抗弯加固、梁柱构件的抗剪加固、混凝土柱子牛腿断裂加固、砌体的抗震加固、承载力不足加固、楼宇增层加固、框架柱轴压比超限加固、楼板开裂加固、剪力墙开洞加固、楼面荷载增大加固、桥梁断裂、旧桥大修加固和水塔加固等等。
(三)碳纤维片材加固修复混凝土结构规范采用粘贴碳纤维片材加固混凝土结构时,应通过配套粘结材料将碳纤维片材粘贴十构件表面,使碳纤维片材承受拉力,并与混凝土变形协调,共同受力。
四、碳纤维材料发展前境来源:考试大
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