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第一小节碳纤维的力学性能
碳纤维的主要力学性能要求
性能CFRP板CFRP布
抗拉强度≥2000≥3000
(MPa)
弹性模量≥140≥210
(GPa)
伸长率(%)≥1.4≥1.4
纤维复合材料的力学特点是其应力应变量完全线弹性,不存在屈
服点或塑性区。所以是结构加固补强的理想材料。
优点:高强、轻质、耐腐蚀、耐疲、现场施工便捷。所以是加固
补强的理想材料。较高的防磁、防辐射性能。
缺点:由于碳纤维片材受拉时呈线弹性性能直至破坏的性质,所
以在粘贴碳纤维片材的结构设计中不能将碳纤维片材作为钢筋的替
代物。而且三种FRP中,CFRP是电导体。
原因:
1、碳纤维片材不具备钢筋的延性,加固后结构的延性将受到限
制;
2、由于碳纤维片材的延性缺乏,构件中的应力重分布将受到约
束。因此在设计时,必须考虑碳纤维片材的脆性特点。
第二小节材料
<1>底层涂料(底涂胶)
在处理好的混凝土表面上,涂一层很薄的底层胶,目的是使其浸
入混凝土层,强化混凝土表面强度,改进胶结性能,提高混凝土与碳
纤维布之间的粘接性能。
要求:
1、很低的粘度,使其能渗入混凝土内部。
2、与混凝土有良好的粘结性能,有利于纤维布的粘贴。
<2>整平材料(找平胶)
工程实践表明,碳纤维布只有与被加固的混凝土表面紧密接触,
才能产生良好的补强效果。但混凝土表面的锐利突起物、错位和转角
部位等都可能使碳纤维布产生损伤,并引起强度降低。混凝土表面小
的模板错位及混凝土气孔很难通过基底处理一道工序彻底清理。因此,
在涂敷的底层涂料指触干燥后,必须用找平胶进行找平,同时将矩形
断面直角打磨后补成圆弧状。
要求:
1、优良的塑性触变性能。
2、较高的韧性和粘结性能。
3、施工时易于干燥固化,随时间的延长不会出现明显的变形,
防止胶的滴挂。
<3>浸渍树脂(粘贴主胶)
浸渍树脂是粘结材料的主体,它连接底胶与碳纤维布。它的作用
是将碳纤维布粘附于混凝土表面,经过碾压,使浸渍树脂很容易浸透
碳纤维布,与混凝土形成一个整体,共同抵抗外力作用。
要求:
1、良好的渗透性,利于浸透碳纤维布.
2、一定的初粘力,防止粘贴的碳纤维布塌落形成空洞或空隙。
3、胶粘剂与碳纤维的相容性和粘接力必须极好,才能满足碳纤
维布和混凝土形成预定的复合材料。
<4>防护材料(罩面胶)
主要目的:
1、保护碳纤维布,防止粘贴层的老化。
2、美化施工表明。
基本要求:
1、不脱层、不掉落,能长期在冷热干湿的空气中保持稳定。
2、防止紫外线对粘贴层的直接照射。
它的选择范围较大,丙烯酸体系、聚氨脂体系、不饱和聚酯体系、
有机硅、有机氟体系等都适合。
实际工作中,纤维布厂商会提供相应的系列粘结材料,设计者很
少自行选择。
<5>胶与胶的相容性
碳纤维布加固补强施工过程中,胶是一层一层叠加上去复合而成
的,与混凝土直接接触的只有底涂胶。
一般来讲,同一类型的胶粘剂粘接性较好,不同类型的胶粘剂粘
接相容性就需做预先的实验加以论证。
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