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碳纖維布的應(yīng)用

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責任編輯:編輯人氣:發(fā)表時間:2018-12-15【

  碳(C)纖維布加固結(jié)構(gòu)技術(shù)以其特有的快捷(義:快速敏捷)、高效(指效能高的)、方便等特性在抗災(zāi)減災(zāi)方面發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)了巨大作用。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。在四川汶川特大地震等重大自然災(zāi)害的災(zāi)后恢復(fù)與重建過程中,在恢復(fù)交通、加固危房、重建廠房和公共設(shè)施(shè shī)、恢復(fù)供應(yīng)等方面都發(fā)揮了巨大的作用。

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  然而,在碳(C)纖維布加固技術(shù)取得大量的研究(research)成果和工程(Engineering)應(yīng)用的同時,研究人員也發(fā)現(xiàn)了普通碳纖維布加固技術(shù)存在著技術(shù)缺陷:碳纖維布在受拉鋼筋(英文:steel bar)屈服時才發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)不到20%的強度(strength),只有鋼筋屈服以后,它的高強特性才能發(fā)揮出來。但是此時構(gòu)件的撓度變形可能(maybe)已經(jīng)很大,裂縫擴展可能已經(jīng)比較嚴重,這樣構(gòu)件已經(jīng)不能滿足正常使用的要求。非預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固技術(shù)對構(gòu)件的剛度提高不大,沒有辦法有效地抑制構(gòu)件的撓度變形和裂縫的擴展。黏結(jié)材料的剪切強度一定,隨著外荷載的增加,界面?zhèn)鬟f(transmission)的剪應(yīng)力不斷増大,剪切變形不斷增長,碳纖維布與混凝土(Concrete)將發(fā)生剝離,也使碳纖維布的強度不能得到充分利用,影響(influence)加固效果。這些缺陷在很大程度上限制了碳纖維布在土木建筑加固修復(fù)領(lǐng)域的進一步應(yīng)用和發(fā)展。

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  為了充分發(fā)揮(表現(xiàn)出內(nèi)在的能力)碳(C)纖維布強度(strength)特別高的的優(yōu)勢(解釋:能壓倒對方的有利形勢),借鑒預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的基本原理,國內(nèi)外研究(research)學者提出了對碳纖維布先施加預(yù)應(yīng)力,再粘貼到構(gòu)件的表面形成加固效果的新技術(shù),即預(yù)應(yīng)力碳纖維布加固技術(shù)。
  
  目前已有的研究證明(zhèng míng),預(yù)應(yīng)力碳(C)纖維布加固技術(shù)是一項非常有效的加固技術(shù)。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。它有著普通碳纖維布加固技術(shù)沒有辦法比擬的眾多優(yōu)勢(解釋:能壓倒對方的有利形勢):可以充分利用碳纖維布輕質(zhì)高強的特性,能提高構(gòu)件的開裂荷載、屈服荷載;可以緩解碳纖維布的應(yīng)力滯后問題(Emerson),限制(limit)鋼筋應(yīng)力的增長;可以有效延遲構(gòu)件的開裂,限制裂縫的形成、發(fā)展,減少裂縫的寬度和撓度變形,顯改善結(jié)構(gòu)的工作性能。
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