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  现如今钢结构建筑不断发展,越来越多的钢结构大楼进入我们的生活,但是由于生产、制造、施工、使用环境等因素的影响,在钢结构建筑当中不可避免的存在着各种各样的缺陷和损伤,严重影响结构安全。碳纤维材料作为一种加固材料,为了满足结构新的使用要求以及安全性要求,可以对原结构件进行加固补强措施。



  何为碳纤维材料?


  早在20世纪80年代,纤维类加固修补技术就作为一种高效率的先进修补技术已在土木工程等领域得到了很大的重视,并进行了广泛的研究与应用。目前碳纤维复合材料修复混凝土技术已经成熟并在混凝土梁、板、柱、桥墩等构件中得到广泛应用。而纤维类材料在修补飞机、航空器部件上的成功运用,为其在钢结构工程加固修复中提供了基础和借鉴。

  碳纤维复材加固钢结构是通过在钢结构损伤区表面涂抹特制胶粘剂,将碳纤维材料粘贴在钢结构受损部位,是一部分荷载通过胶层传递给碳纤维材料,降低了钢结构损伤部位应力水平,将钢结构和碳纤维材料粘结成一个整体,协调变形、共同工作,降低钢结构裂纹扩展速率,抑制裂纹进一步发展,进而提高钢结构承载力,改善其疲劳性能,延长刚结构使用寿命。

  碳纤维材料弹性模量与钢材相近、但强度是钢筋的5倍,同时具有质轻易于成型、抗腐蚀性和耐久性好、抗疲劳性能好、施工方便等优点,因此在钢结构修复加固中也将会得到广泛应用。



  碳纤维材料的优势


  与传统的钢结构修复方法相比,粘贴碳纤维加固钢结构有如下几个优点:

  1、碳纤维复合材料自重轻,力学性能优越,具有较高的比强度和比刚度,达到同样的修复效果,碳纤维复合材料的尺寸明显会小于金属板的尺寸,同时因为碳纤维复合材料自重轻的特点,在粘贴碳纤维复合材料的时候省去了紧固件,基本不会增加原构件的自重和尺寸;

  2、碳纤维复合材料具有良好的可成形性,对于复杂的曲面结构(如管道、安全壳等)的修复,利用碳纤维复合材料具有特别的优势;

  3、对钢结构本身损伤小,不用对原有结构进行钻孔,对原有结构承载截面基本无削弱,不破坏原结构的整体性,且不会形成新的应力集中,避免了钻孔周边产生裂纹,同时不会因为新增焊缝产生残余应力,导致出现新的裂纹疲劳源。

  4、粘贴碳纤维复材对钢结构进行加固是连续的界面链接,整个粘接面共同受力,克服了焊接仅依靠边缘结合而内部不能结合的缺陷。有利于荷载分布更为均匀,缓解了应力集中,显著提高了静强度和刚度,提高了结构的抗疲劳性,延长了结构的使用寿命。

  5、碳纤维复合材料对酸、碱、盐等腐蚀介质具有良好的耐腐蚀性能,且使用碳纤维布进行复杂形状结构进行修复时,基本上可以保证100%的有效粘贴率,由于其与金属表面有良好的界面粘结性能、密封性,减少了所加固构件内部材料渗漏导致材料腐蚀的隐患,很少出现二次腐蚀破坏,这点在石油化工行业尤为重要。

  常见的碳纤维材料



  碳纤维布


  碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固,该材料与配套浸渍胶共同使用成为碳纤维复合材料,可构成完整的性能卓越的碳纤维布片材增强体系,适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。

  碳纤维布强度高、密度小、厚度薄,基本不增加加固构件自重及截面尺寸。适用面广,广泛适用于建筑物桥梁隧道等各种结构类型、结构形状的加固修复和抗震加固及节点的结构加固。施工便捷,无需大型机具设备,没有湿作业,无需动火,无需现场固定设施,施工占用场地少,施工工效高。高耐久性,由于不会生锈,非常适合高酸、碱、盐及大气腐蚀环境中使用。

  碳纤维布适用于各种结构类型,各种结构部位的加固修补,如梁、板、柱、屋架、桥墩、桥梁、筒体、壳体等结构。适用于港口工程和水利水电等工程中混凝土结构、砌体结构、木结构的补强和抗震加固,特别适合于曲面及节点等复杂形式的结构加固。基层混凝土的强度要求不低于C15。施工环境温度在5——35℃范围内,相对湿度不大于70%。



  碳纤维板


  碳纤维板是将同一方向排列的碳素纤维使用树脂浸润硬化形成碳纤维板材,能有效解决多层碳纤维布施工困难和工程量大的问题,补强效果好,施工便捷。

  采用优质碳纤维原料与良好基本树脂,碳纤维板材具有拉伸强度高、耐腐蚀性、抗震性、抗冲击性等良好性能。应用于混凝土梁抗弯、抗剪加固,混凝土楼板、桥板加固补强、混凝土、砖砌体墙,剪刀墙补强,桥墩、桩等柱加固补强,烟囱、隧道、水池、混凝土管等加固补强。

  碳纤维板拥有如下优点:

  1、高强高效

  抗拉强度是普通钢材的数倍以上,弹性模量优于钢材,具有优异的抗蠕变性能,耐腐蚀性和抗震性。

  2、重量轻、柔韧性好

  碳纤维比强度高、质量仅为钢的1/5,有较高的韧性,可以盘卷,能以较大长度供应而无须搭接。

  3、施工便捷,施工质量易保证

  材料不用预加工,工序方便,板材允许交叉。

  4、良好的耐久性和耐腐蚀性

  耐酸、碱、盐及大气环境的腐蚀,不须定期维护。



  关于北京恒林伟业建筑工程有限公司


  北京恒林伟业建筑工程有限公司是一家专业从事先进建筑加固材料的研发、生产及销售,同时集结构工程设计、咨询及施工于一体的综合性科技企业。公司开发经营的先进加固材料、防水产品系列产品,广泛应用于建筑混凝土结构加固补强、桥梁加固、办公楼改造、厂房改造、地产、市政工程、工民建筑、仓储、石油化工、水利工程等领域。

  公司具有建筑加固和防水施工资质,公司凝聚了稳定的高素质和专业化的生产经营团队,拥有一批专业素质强,技术水平高,经验丰富的工程技术和管理人员。公司开发经营的系列结构加固补强材料、防水材料系列产品,全部经过检测单位的测试,性能完全符合国家相关规范标准,已广泛应用于全国各省市工业、民用建筑、路桥、水利设施的加固改造工程中,产品性能优良,质量稳定。

  公司生产的加固材料包括碳纤维板、碳纤维布、碳纤维网格、玻纤套筒、芳纶布、粘钢胶、植筋胶、灌钢胶、灌缝胶、碳纤维胶,碳纤维板粘结胶、灌浆料、聚合物砂浆、高强耐磨料、道钉锚固剂、环氧砂浆、钢筋阻锈剂、也孔道压浆料/剂、修补砂浆等。

  加固工程承接范围包括:碳纤维布加固、粘钢加固、包钢加固,裂缝修补、静力切割拆除,砼体切割开洞,新增钢结构、钢绞线加固、喷射混凝土,建筑结构植筋等加固改造工程。

  公司始终坚持以科技创新、质量保障、品牌诚信、服务优质为宗旨的经营理念,秉承“专业成就未来、品质铸造辉煌”的企业精神,给客户提供最完善的系统解决方案,不懈探索加固、防水行业新技术,为人类及社会构筑环保、安全、和谐的人居环境贡献力量!

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