碳纤维补强技术的基本原理
将抗拉强度极高的碳纤维用环氧树脂预浸成为复合增强片材;用环氧树脂粘结剂沿受力方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上,形成一个新的复合体,使增强贴片与原有的钢筋混凝土共同受力,增大结构的抗拉或抗剪能力,提高强度、刚度、抗裂性和结构的延性。
构件受弯破坏的典型破坏形式是产生横贯受拉区的集中裂缝;而构件受拉区表面粘贴了碳纤维片后,当构件受荷载作用时,裂缝难以进一步扩展。因此,跨中的集中裂缝被“分散”成短小而细碎的裂缝并均匀地分散于构件的受拉区,使构件截面受压区高度增大,在碳纤维的增强作用下,使受弯构件的承载能力增大。
对于墩柱结构的脆断破坏主要是纵筋的细节设计不当或横向箍筋的约束不足,致使墩柱的强度与 韧性指标偏低造成的。采用在主筋或箍筋不足的断面粘贴碳纤维片和沿柱的周边环包碳纤维片。由于碳纤维的高强度、高弹性模量性能,可以有效地约束的侧向变形,提高墩柱的强度和韧性,从而提高其抗震性能。
渗透性聚合物砂浆加固技术是一项新型的加固技术,简称为高强钢绞线加固技术。其主要的加固材料为高强不锈钢绞线网、渗透性聚合物砂浆、界面剂及固定销。高强不锈钢绞线网是由高强不锈钢绞线编织而成的网状材料,具有强度高,不生锈,运输及施工方便等优点。渗透性聚合物砂浆为无机材料,具有良好的粘结性能和耐久性能,同时这种材料在耐火和耐高温方面具有优越的性能。
应用于结构加固的显著作用,高强钢绞线加固技术可以提高混凝土梁、板的抗弯和抗剪承载力,提高梁、板的抗弯刚度,对混凝土梁、板构件的裂缝的产生和发展有明显的抑制作用;
高强钢绞线加固技术可以提高混凝土柱的抗压以及抗剪承载力,并且可以增加混凝土构件的耗能能力;
高强钢绞线加固技术可以提高钢筋混凝土剪力墙以及砖砌体墙的抗剪承载力,并且可以控制墙体裂缝的发展。
由于高强钢绞线加固技术具有上述优良的特性,使得这种加固技术非常适合于建筑物和桥梁的加固,可以广泛应用于结构梁、板、柱以及墙体的加固。