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      碳纖維在裂縫修補中的應用
      發布時間:2014-07-15
      提要:按質量強度比,碳纖維是迄今為止我們所能生產的最好的材料,其強度比鋼高得多而體積很小。碳纖維織物是一種很好的消除彎曲和開裂的方法,幾乎適用于各種情況包括混凝土砌塊墻。

      碳纖維加固

      按質量強度比,碳纖維是迄今為止俺們所能消費的最好的資料,其強度比鋼高得多而體積很小。碳纖維正在改動著許多行業,防水行業就是其中之一。
        由于碳纖維神奇的功能,使根底的修復變得更容易、更經濟和更無效。碳纖維產品有條狀、U形和片狀等多種,用戶可依據實踐狀況選擇合適的產品。
        什么是碳纖維
        確切地講,如今市場上大少數的碳纖維根本上是“經過加工的天然纖維”。
        將聚丙烯腈細絲置于500 ℃烤箱內烘烤,脫去氫,使碳原子排成鏈狀,然后將溫度降低至1 200 ℃,接近鋼的熔點,在此溫度下,其中的雜質(大局部是氮)被濾出,剩下的簡直是純的碳元素。其高強度的緣由是在最初的熱處置進程中,碳原子以十分弱小的力結合在一同,構成一系列像蜂窩或細鐵絲網那樣的六角體。留在烤箱中的微纖維直徑約5 μm (人頭發的均勻直徑約50 μm)。將這些微纖維紡成線,編成織物或置于各種根底修補資料中。
        優點
        碳纖維是已知的具有最高抗拉強度的資料之一。即便在難以相信的高張力作用下,碳纖維也不會伸長或斷裂,這一特性在地下構造混凝土修補中十分有用。不管采用何種方式的產品,碳纖維能使地下室墻體不彎曲、不收縮開裂。
        常用于根底修補的工字梁可以抵擋136~181 kN的拉力,避免墻體彎曲,而10 cm寬的碳纖維條可接受8至10倍這樣的壓力,其厚度只要3.2 mm。
        關于業主來講,用碳纖維修補房屋裂痕施工方便快捷,而且不占用空間,使房屋有更多的運用空間和增大再出售的時機。還有一個益處,修補完成后簡直不留痕跡。
        關于承包商來講,這種辦法不再需求風鎬或反鏟,也不需求有人拉混凝土料斗。少數狀況下施工只需1~2人,不到1 d就能完成。
        一位熟習碳纖維的地下室修補專家將碳纖維產品和鋼梁作了粗略的比擬。在美國,整套碳纖維的費用為140美元,而采用鋼梁的費用為122.5美元。他講,假如把添加的休息力、設備、運輸費用,卡車正常運用的磨損、鋼梁運上天下室對墻體的損壞等要素思索在內,鋼梁方案并不節省。
        一位碳纖維修補產品經銷商也以為,單從資料價錢看,碳纖維比鋼梁要稍貴些,但假如把休息力、工具以及施工日子等思索出來,你會發現這樣的價錢是可以承受的。
        碳纖維的另一個優點是經久耐用。即便在室外嚴酷的氣候條件下,其功能也不下降、不腐蝕、不變形(鋼斷裂時伸長約6%,而碳纖維不到1%)。
        碳纖維可以用來波動任何一種清潔枯燥的基層,如混凝土砌塊、現澆混凝土甚至磚和黏土瓦。
        缺陷
        雖然碳纖維具有難以相信的超強抗拉強度,但卻簡直沒有抗壓強度或抗剪強度。帶狀和U型的單向產品很容易斷裂,除非采取措施確保其一直處于受拉形態,例如用環氧樹脂或砂漿來填補裂痕,而不必聚氨酯泡沫,由于太軟不能避免變形。
        碳纖維的另一個弱點是需求嵌凸縫,這一點是承包商必需留意的。假如墻體在夏季有2.5 cm的擾度,修補時承包商又不留意嵌凸縫,到來年春天墻領會反彈回來,U形碳纖維就會脫開或零落。
        碳纖維不能處理構造生效的成績。任何沉降成績必需在停止碳纖維處置前處理,不能指望用碳纖維來矯直墻體、接受剪力或阻止沉降。依據經歷假如墻體彎曲曾經超越5.1 cm,碳纖維就不適用了。
        施工
        碳纖維的運用很像玻璃纖維。首先確定什么中央要補強,然后在墻上將部位標出。用環氧樹脂修補裂痕時,每隔30~60 cm應有一個碳纖維條。
        接著,在要運用碳纖維的部位將任何涂料、臟物或其他雜物打磨掉。許多制造商建議用環氧樹脂填充裂痕和砂漿縫,以增加和消弭墻體的位移而且使外表較為平滑、有最佳的粘結性。
        當顯露集料、外表磨平和裂痕填補后,在墻體上和碳纖維產品的反面刷環氧樹脂,細心地將碳纖維產品與墻粘結。碳纖維資料必需完全浸在環氧中。有多數制造商要求施工第二道環氧樹脂,以確保粘結。但無論如何,環氧底涂是必需的。
        地下室修補
        在美國至多有6家公司制造專門用于地下室修補的碳纖維產品,包括用于彎曲墻體的條、修補裂痕的U形釘、包柱子用的薄片、替代鋼的預固化板以及用于四角和接縫的專門產品。
        碳纖維條
        也許最著名的碳纖維修補產品要數碳纖維加強條(Reinforcer)了;炷疗鰤K墻最蹩腳的成績是會發作弓形彎曲,而采用碳纖維加強條波動墻體比任何其他辦法都奏效快。
        這種條狀產品約寬10 cm,運用時固定在墻面,從接近空中的中央不斷至頂棚,在整個長度上支撐墻面,使墻體波動。假如采用鋼梁方案,鋼梁只是與弓形墻體的兩頭局部接觸。
        用于地下室根底墻時,碳纖維加強條還能進一步抵消墻外壓力,使墻的內外表不受拉;墻體不受拉,墻就不會彎曲。
        還有一品種似的產品,碳纖維封裝在熱固性樹脂里,制造進程中在壓力形態下固化。墻體打底后,用起來就像自粘產品,寬度有5 cm、10 cm、15 cm 幾種。
        這種條狀產品一個能夠的成績是會將土壓力轉移到根底墻的底部和頂部,有能夠惹起外加的損壞。為理解決這個成績,用螺絲將鋁或鍍鋅的固定條固定至閩板上,上面用環氧將帶狀織物粘在墻上。也有運用碳纖維柱狀釘將碳纖維加強條固定在墻基上的。
        碳纖維薄片
        單向碳纖維條在遇到垂直荷載時就不能發揚作用,為此需求能雙向接受荷載的片狀產品。
        有一種碳纖維織物,尺寸為61 cm×152 cm,可以程度、垂直甚至對角方向運用,以確保與裂痕垂直,使碳纖維的高抗拉強度充沛發揚作用。
        碳纖維織物是一種很好的消弭彎曲和開裂的辦法,簡直適用于各種狀況包括混凝土砌塊墻。
        施工辦法與條狀產品相似。由于纖維必需完全滲透樹脂,大少數此類產品在粘至墻上后還要施加第2遍環氧樹脂。
        這種產品還能處理條狀產品不能處理的成績。例如產品比擬柔軟,能很好地順應外形不規則的構造,如圓或方柱。此外,用于橋梁和立交橋的樁和梁上,比傳統的修補辦法經濟,由于既不需求風鎬,也不必封鎖路途。
        碳纖維U形釘
        關于現澆混凝土墻,這種U形碳纖維釘十分無效。通常,現澆混凝土墻上的裂痕修補采用高壓環氧注射技術,用環氧樹脂將開裂的混凝土粘結在一同。成績是假如有位移,裂痕能夠再次在混凝土和環氧樹脂的粘結處發生,運用碳纖維釘就可以處理這個成績。有制造商稱,運用這種產品對整個裂痕修補的費用添加不多,而且施工簡便,只需在垂直裂痕走向的兩邊做一排孔,在注射環氧樹脂時將釘固定住。
        成績是假如墻體稍有位移,在接近粘結縫、但沒有U形釘的中央能夠會發作裂痕。好在關于住宅業主來講,裂痕不是在原來的中央,可以以為是新成績。
        結語
        用碳纖維產品停止裂痕修補性價比高,與傳統做法相比,不必設備、無需開挖、沒有混凝土和鋼梁等。
        從美觀的角度而言,用碳纖維修補后,完全不影響外表的裝飾。

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