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玻纤相关六碳纤维补强技术2玻纤相关六碳纤维补强技术2王军霞

王军霞    
2022年10月19日

玻纤相关(六)碳纤维补强技术2,玻纤相关(六)碳纤维补强技术2

环氧树脂是优良的热固性树脂。它与目前大量应用的不饱和聚酯树脂相比,具有更优良的力学性能、电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐热和粘合性能。众所周知在国内,环氧树脂除用作粉末涂料,及地坪、封装料、粘接剂等以外,在纤维增强复合材料领域中,同样更是大显身手了它与PAN基碳纤维、芳纶,和超高相对分子质量聚乙烯纤维等高性能纤维,以及连续玄武岩纤维、S或E玻璃纤维增强复合,便成为不可替代的重要的结构材料,广泛运用在电子电力、航空航天、运动器材、建筑补强、压力管罐、化工防腐等领域。在航空航天及军工研究领域中,许多材料及结构都是在高速冲击、瞬间变形的使役条件下应用,材料在高应变率下的冲击力学性能,是军工及航空材料、部件研究和设计,必不可少的技术基础数据。随着轻质高效纤维增强复合材料,在军工及航空上的大量应用,对应变率高敏感的纤维增强复合材料力学响应,特别是超高应变率下拉伸特性研究倍受重视。据中国环氧树脂行业协会(>

(二)碳纤维补强的方法 碳纤维补强的基本材料是将高强度或高弹性模量的连续碳纤维,单向排列成束,用环氧树脂浸渍形成为碳纤维增强复合材料片材(CarbonFiber ReinforcedPlastics或polymer,简称CFRP)。将片材用专门配制的环氧树脂粘贴在结构受拉面,树脂固化后与原结构形成新的受力复合体,碳纤维片即可与钢筋共同受力。由于碳纤维片分担了荷载,就降低了钢筋的应力,而使结构得到加固补强。 高强度碳纤维片的抗拉强度可达3400N/mm2,比钢材高7~10倍。弹性模量有2.35×105N/mm2至3.8×105N/mm2等几种,与钢筋相近或略高。因此,有很好的与钢筋共同工作的性能。由于采用了不同配比、性能各异的环氧树脂料,可以使界面树脂渗入混凝土中,片材紧随构件外形粘贴,粘贴用的树脂料又具有较高粘结强度,能有效传递碳纤维片与混凝土两种材料间的应力,保证不产生界面的粘结剥离。 碳纤维补强在交通和建筑工程中的应用如图所示。 FRP在交通和建筑工程中的应用: 1、梁、板结构补强各种类型公路、铁路桥梁、桥板和建筑物的梁、板都可应用。 (1)抗弯补强。碳纤维片贴在受拉一侧,即跨中的下部和连续板、连续梁、悬臂板、梁支座的上部,沿受力筋方向粘贴。 由于碳纤维片弹性模量比钢筋稍大,受力时延伸率小于钢筋,故在结构受力时先行受力,随荷载逐渐增加达到两者变形协调时,两者共同受力并按一定比例分配。往往在补强前或者因原有钢筋锈蚀造成截面积不足,或因超载原有钢筋应力过大,补强后碳纤维分担了拉力,使钢筋应力大大降低,结构承载力得以提高。 抗弯补强时,可以根据受力需要贴一层至多层。还可应用高弹性模量片材,补强效果更显著。 (2)抗剪补强。通常是在梁靠近端部主拉应力较大的区域和有次梁或较大集中荷载作用的部位。补强时在梁的两侧面竖向粘贴,或与梁底形成U形环包。相当于增加抗剪箍筋以分担原箍筋的剪力。 (3)抗疲劳补强。工业厂房吊车梁、桥梁及桥面板,都可以粘贴碳纤维片以提高结构的疲劳抗力。桥面板上下同时粘贴效果更好。

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