2.1 物理性能
碳纖維片工法中使用了底涂、膩?zhàn)�、浸滲粘著樹脂等三種環(huán)氧樹脂。上述三種環(huán)氧樹脂的使用目的各不相同,其物性標(biāo)準(zhǔn)也不相同。
2.1.1 底涂:粘著強(qiáng)度
底涂必須確實(shí)具有把作用在混凝土表面上的荷載傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此粘著強(qiáng)度成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。
2.1.2 膩?zhàn)樱簤嚎s強(qiáng)度。壓縮彈性率
膩?zhàn)佑糜谔畛浠炷辽系奈⑿∪睋p部分。因此,要求必須具有與混凝土同等以上的壓縮強(qiáng)度。此外,還要求具有較高的壓縮彈性模量。根據(jù)以上理由,制定膩?zhàn)拥奈镄詷?biāo)準(zhǔn)時主要根據(jù)其壓縮強(qiáng)度及壓縮彈性模量。剪切強(qiáng)度。粘著強(qiáng)度
膩?zhàn)优c底涂一樣必須具有把因荷載作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實(shí)傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此剪切強(qiáng)度及粘著強(qiáng)度便成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。
2.1.3 粘著樹脂:
A 張拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度
碳纖維片工法系通過向碳纖維片內(nèi)滲透浸滲粘著樹脂、通過固化形成CFRP.重要的是固化后的CFRP的物性,而浸滲粘著樹脂本身的物性并非重要。但要想獲得良好的CFRP物性,浸滲粘著樹脂本身的物性確實(shí)也有影響。因此制定了最小限度的張拉強(qiáng)度及彎曲強(qiáng)度的物性標(biāo)準(zhǔn)。
B 剪切強(qiáng)度、粘著強(qiáng)度
浸滲粘著樹脂除滲透到碳纖維片內(nèi)、通過固化形成CFRP之外,還具有粘著劑的功能。與膩?zhàn)�、底涂同樣,必須具有把因載荷作用等在混凝土表面上發(fā)生的應(yīng)變確實(shí)傳遞到碳纖維片上的力學(xué)性能。因此剪切強(qiáng)度及粘著強(qiáng)度便成為制定其物性標(biāo)準(zhǔn)的重要依據(jù)。 相比之下,國產(chǎn)的樹脂材料目前缺乏配套產(chǎn)品,用途單一,且尚未制定出嚴(yán)格的物性標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 碳纖維材料與其他加固材料對比
抗拉強(qiáng)度:碳纖維的抗拉強(qiáng)度約為鋼材的10倍;彈性模量:碳纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量高于鋼材,但芳綸和玻璃纖維復(fù)合材料的拉伸彈性模量則僅為鋼材的一半和四分之一; 疲勞強(qiáng)度:碳纖維和芳綸纖維復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度高于高強(qiáng)綱絲。金屬材料在交變應(yīng)力作用下,疲勞極限僅為靜荷強(qiáng)度的30%~40%.由于纖維與基體復(fù)合可緩和裂紋擴(kuò)展,以及存在纖維內(nèi)力再分配的可能性,復(fù)合材料的疲勞極限較高,約為靜荷強(qiáng)度的70%~80%,并在破壞前有變形顯著的征兆;重量:約為鋼材的五分之一;與碳纖維板的比較:碳纖維片材可以粘貼在各種形狀的結(jié)構(gòu)表面,而板材更適用于規(guī)則構(gòu)件表面。此外,由于粘貼板材時底層樹脂的用量比片材多、厚度大,與混凝土界面的粘接強(qiáng)度不如片材。
2.3 材料性能碳纖維片是以碳纖維為組分,以樹脂為基體,通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復(fù)合片材。它具有極其優(yōu)越的品質(zhì):材料質(zhì)輕高強(qiáng),碳纖維片的抗拉強(qiáng)度比同截面鋼材高7~10倍,用環(huán)氧樹脂將它與結(jié)構(gòu)物粘貼后形成一體,能可靠地與鋼筋混凝土共同工作,獲得優(yōu)異的補(bǔ)強(qiáng)效果,而結(jié)構(gòu)物自重的增加幾乎可以忽略;其抗疲勞強(qiáng)度高,耐久性能好,耐磨損、抗老化等。
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