現(xiàn)面以結(jié)構(gòu)加固用的碳纖維布為例說明碳纖維的性能: 碳纖維布加固技術(shù)是利用碳素纖維布和專用結(jié)構(gòu)膠對建筑構(gòu)件進行加固處理,該技術(shù)采用的碳素纖維布強度是普通二級鋼的10倍左右。具有強度高、重量輕、耐腐蝕性和耐久性強等優(yōu)點。厚度僅為2mm左右,基本上不增加構(gòu)件截面,能保證碳素纖維布與原構(gòu)件共同工作。
1、碳纖維介紹 碳纖維根據(jù)原料及生產(chǎn)方式的不同,主要分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維及瀝青基碳纖維。碳纖維產(chǎn)品包括PAN基碳纖維(高強度型)及瀝青基碳纖維(高彈性型)。
2、環(huán)氧樹脂 不同類型的樹脂還可以保證其對砼具有良好的滲透作用,例如底涂樹脂;以及對碳纖維片與砼結(jié)構(gòu)的粘接作用,例如環(huán)氧粘結(jié)樹脂等。 (1)環(huán)氧樹脂簡介 僅僅依靠碳纖維片本身并不能充分發(fā)揮其強大的力學(xué)特性及優(yōu)越的耐久性能,只有通過環(huán)氧樹脂將碳纖維片粘附于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)表面并與之緊密地結(jié)合在一起形成整體共同工作,才能達(dá)到補強的目的。因此,環(huán)氧樹脂的性能是重要的關(guān)鍵之一。環(huán)氧樹脂因類型不同而有不同的性能,適應(yīng)于各個部位的不同要求。例如底涂樹脂對混凝土具有良好的滲透作用,能滲入到混凝土內(nèi)一定深度;粘貼碳纖維片的環(huán)氧樹脂易于"透"過碳纖維片,有很強的粘結(jié)力。依使用溫度的不同,樹脂還分為夏用及冬用類樹脂。 2、碳纖維材料與其他加固材料對比 (1)抗拉強度:碳纖維的抗拉強度約為鋼材的10倍。 (2)彈性模量:碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材,但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一。 (3) 疲勞強度:碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強度高于高強綱絲。金屬材料在交變應(yīng)力作用下,疲勞極限僅為靜荷強度的30%~40%。由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴展,以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性,復(fù)合材料的疲勞極限較高,約為靜荷強度的70%~80%,并在破壞前有變形顯著的征兆。 (4)重量:約為鋼材的五分之一。 (5)與碳纖維板的比較:碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面,而板材更適用于規(guī)則構(gòu)件表面。此外,由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大,與混凝土界面的粘接強度不如片材。