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碳纖維材料加固鋼結構的特點
來源: | 作者:華錦加固 | 發布時間: 2019-11-05 | 628 次瀏覽 | 分享到:

纖維類加固修補技術就作為一種高效率的先進修補技術已在土木工程等領域得到了很大的重視,并進行了廣泛的研究與應用。目前碳纖維復合材料修復混凝土技術已經成熟并在混凝土梁、板、柱、橋墩等構件中得到廣泛應用。而纖維類材料在修補飛機、航空器部件上的成功運用,為其在鋼結構工程加固修復中提供了基礎和借鑒。

碳纖維復材加固鋼結構是通過在鋼結構損傷區表面涂抹特制膠粘劑,將碳纖維材料粘貼在鋼結構受損部位,是一部分荷載通過膠層傳遞給碳纖維材料,降低了鋼結構損傷部位應力水平,將鋼結構和碳纖維材料粘結成一個整體,協調變形、共同工作,降低鋼結構裂紋擴展速率,抑制裂紋進一步發展,進而提高鋼結構承載力,改善其疲勞性能,延長剛結構使用壽命。

與傳統的鋼結構修復方法相比,粘貼碳纖維加固鋼結構有如下幾個優點:

1、碳纖維復合材料自重輕,力學性能優越,具有較高的比強度和比剛度,達到同樣的修復效果,碳纖維復合材料的尺寸明顯會小于金屬板的尺寸,同時因為碳纖維復合材料自重輕的特點,在粘貼碳纖維復合材料的時候省去了緊固件,基本不會增加原構件的自重和尺寸;

2、碳纖維復合材料具有良好的可成形性,對于復雜的曲面結構(如管道、安全殼等)的修復,利用碳纖維復合材料具有特別的優勢;

3、對鋼結構本身損傷小,不用對原有結構進行鉆孔,對原有結構承載截面基本無削弱,不破壞原結構的整體性,且不會形成新的應力集中,避免了鉆孔周邊產生裂紋,同時不會因為新增焊縫產生殘余應力,導致出現新的裂紋疲勞源。

4、粘貼碳纖維復材對鋼結構進行加固是連續的界面鏈接,整個粘接面共同受力,克服了焊接僅依靠邊緣結合而內部不能結合的缺陷。有利于荷載分布更為均勻,緩解了應力集中,顯著提高了靜強度和剛度,提高了結構的抗疲勞性,延長了結構的使用壽命。

5、碳纖維復合材料對酸、堿、鹽等腐蝕介質具有良好的耐腐蝕性能,且使用碳纖維布進行復雜形狀結構進行修復時,基本上可以保證100%的有效粘貼率,由于其與金屬表面有良好的界面粘結性能、密封性,減少了所加固構件內部材料滲漏導致材料腐蝕的隱患,很少出現二次腐蝕破壞,這點在石油化工行業尤為重要。

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