碳纤维布加固技术在水利工程中的应用

碳纤维布加固技巧在水利工程中的利用

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碳纤维资料作为混凝土结构物补强资料的取代品，被普遍利用在高速公路、桥梁及建造物抗震补强中。碳纤维管又称碳素纤维管，也称碳管，碳纤管，是采用碳纤维复合材料预浸入苯乙稀基聚脂树脂经加热固化拉挤（缠挠）而成。在制过程中，可以通过不同的模具生产出各种型材，如：不同规格的碳纤维圆管，不同规格的方管，不同规格的片材，以及其它型材：在制作过程中也可以包3K进行表面包装美化等等。文中通过多少个胜利利用于水利工程的案例，说明碳纤维资料在水利工程混凝土加固中存在较高的推广价值。
碳纤维布加固技巧最早来源于德国、瑞士，在20 世纪80 年代后期，碳纤维复合资料被用于加固混凝土结构。
碳纤维复合资料加固修复混凝土结构技巧，是将碳素纤维这种高机能纤维利用于土木工程，利用树指类资料把碳纤维粘贴于结构或构件名义，形成复合资料体CFRP，通过其与结构或构件的协同工作，达到对结构构件补强加固及改良受力机能的目标。碳纤维型材与传统的玻璃纤维相比，杨氏模量是其3倍多；它与凯夫拉纤维相比，杨氏模量是其2倍左右，在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀，耐蚀性突出。碳纤维型材具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

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加固修复混凝土结构所用碳纤维资料，重要为二种，碳纤维与配套树脂。其中碳纤维的抗拉强度为建造钢材的十多少倍，而弹性模量与钢材相称，某些品种 碳纤维的弹性模量甚至在钢材的2 倍以上，且施工机能与长久性良好，是一种很好的加固修复资料；配套树指则包含底层树脂、整平资料及粘浸树脂，前两者的作用是为了进步碳纤维的粘结品质，而后者的作用则是使碳纤维与混凝土可能形成一个复合性整体，并且独特工作。
1 板梁构件加固中的利用
目前混凝土加固通常采取增大截面加固法、置换混凝土加固法、外粘型钢加固法、外粘钢板加固法、粘贴纤维复合材加固法等方法。粘贴纤维复合材法存在强度高、比重轻、长久耐腐性好、施工便捷、技巧成熟等优点。
省永吉县碾子沟水库泄洪洞建于50 年代，泄洪洞洞身长32.2 m，共3 孔，每孔过水断面尺寸3.55 m×3.4 m。洞边墙及底板为钢筋混凝土U 型槽结构，顶部为钢筋混凝土T 形梁盖板。2003 年，水库进行了除险加固，因为土坝坝顶加高了0.38 m，经复核，泄洪洞洞顶T 形梁配筋不满意强度请求。通过盘算，设计采取300 g/m2 碳纤维布粘于全梁底部。碳纤维粘贴采取碳纤维配套树脂，具体施工方法如下：
混凝土名义处理，即打磨混凝土名义，去除名义灰浆及蓬松局部，利用吹风机吹去浮灰；配制并涂刷底胶，将底胶按主剂:固化剂，2∶1的比例混淆，搅拌3～5 min，至充分均匀后利用；配制找平胶并对不平坦处修复处理；配制并涂刷浸渍胶，将混淆后的浸渍胶涂刷在加固位置，粘贴碳纤维布。
碳纤维补强对加固构筑物有着杰出的后果，它可能最大限度地保存原来建造的结构特点，不增加构筑物的分量，不转变原建造结构的外型，施工速度快且工程造价低。碾子沟水库泄洪洞加固施工仅用时4 d，投资4 万余元便解决了保险隐患，目前，泄洪洞运行良好。
2 牛腿加固中的利用
三河闸位于洪泽湖东南角，是淮河入江水道的把持口门，设计流量12 000 m3/s。1968 年加固时在闸身上游侧增设了钢筋混凝土结构的考试门起吊牛腿127 根。牛腿挑出工作桥面0.625 m，牛腿端部截面尺寸为0.2 m×0.24 m。因为牛腿结构设计不公道，施工品质较差，1998 年起牛腿混凝土呈现破损、剥落、露筋等景象。屡次采取传统的水泥砂浆方法进行修补，但仍有上述景象产生。2004 年7 月，三河闸治理所引进碳纤维对牛腿进行了加固。 123456
考试门起吊牛腿兼有抗剪跟抗弯作用，原结构破坏状况重要为剪切破坏，局部为受拉筋不足破坏。依据工程实际情况，加固时采取粘贴横向跟纵向碳纤维布相结合的方法进步牛腿的抗剪跟抗弯机能。即垂直牛腿轴向粘贴全封闭300 g/m2 碳纤维包箍，进步牛腿的抗剪机能；在牛腿顶部沿轴向粘一层同型号碳纤维布，起抗拉及包箍接头压条作用。
应用该技巧加固的三河闸考试门，起吊牛腿抗剪、抗弯机能均得到很大进步，抗剪承载力从原来的43.6 kN，进步到140.80 kN，抗弯强度从原来的42.9 kN·m，进步到51 kN·m。
3 水工隧洞加固中的利用
水工隧洞受水流的冲刷、磨损、气蚀等，随运行时光的增加，会呈现裂缝、渗漏、老化等问题，重大影响结构的保险性跟长久性。传统的喷混凝土或挂网浇筑混凝土等水工隧洞加固技巧，相称于对隧洞进行二次衬砌，施工难度大、周期长，经济效益差，且转变了隧洞的过流断面，投入利用一段时光后，又要面临新的加固问题，周而复始形成恶性轮回。
湖南桃花江的浇灌、发电引水道由坝内管道、压力隧洞跟钢筋混凝土压力管道组成。钢筋混凝土压力管道为露天管道，浇灌管直径为2.4 m，壁厚0.4 m，管长11.5 m；发电管直径为1.75 m，壁厚0.3 m，管长5.4 m。输水管道运行至今已有30多年，钢筋混凝土压力管道混凝土碳化重大，管壁裂缝较多且漏水重大。
修复加固具体做法是沿钢筋混凝土发电管、浇灌管的全长跟全断面粘贴碳纤维布跟玻璃纤维布。该工程2002 年12 月15 日动工，于2003 年1 月25 日基本竣工。经过一年多运行考试，加固后果良好，工程造价比钢板衬砌加固降落了30%~40% 。
碳纤维资料在隧洞加固中优点十分凸起，重要如下：
可能任意裁剪，加固各种外形的结构。
加固补强时不须要利用大型加固机具，工程效力高，施工速度快。
耐腐化、抗渗、抗冲刷。
碳纤维布糙率，低于混凝土名义糙率，在加固段可能增大流量系数，进步管道的过流才干。
可有效封闭混凝土裂缝，从而延缓或消除裂缝的呈现跟扩大。
加固后不转变原有断面的大小跟外形。
加固后果好，不须要进行后期维修，较为经济。
4 施工中需留神的问题
粘帖碳纤维布时，必须驱除纤维丝内的空气，使碳纤维布名义平坦。当呈现空鼓且面积少于100 cm2 时，采取针管注浆方法填实空鼓；空鼓面积超过100 cm2 时，应切除后从新粘贴。
碳纤维布粘贴时需搭接的，搭接长度应满意标准请求，个别应不小于10 cm。
粘贴碳纤维布时一定要依据碳纤维所起作用，抉择正确的纤维方向。
碳纤维布为导电资料，施工时应采取相应的有效维护办法。
后续施工不得破坏已经实现的碳纤维，不得凑近碳纤维焊接、烘烤。
5 结语
碳纤维加固重要用于加固受拉、受剪、拉弯的钢筋混凝土构件，且实际已十分成熟，相应盘算可依据《混凝土结构加固设计标准》GB50367-2006及《碳纤维片材加固修复混凝土结构技巧规程》。 内容来自123456
碳纤维资料诚然存在十分凸起的优点，但也要留神以下多少个问题，一是进口碳纤维布产品价格比较昂贵，而国内产品的品质机能还存在着一定的问题。例如资料的匀质性较差导致受力不均，碳纤维片预浸树脂含量过高，碳纤维断丝率过高，树脂品质也欠佳，这些都影响补强品质；二是对一些特别构件，加固实际还不成熟。