碳纤维加固技术在水工结构中的应用

《碳纤维加固技术在水工结构中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、碳纤维加固技术在水工结构中的应用I 前言II 实验材料及方法实验材料环氧树脂，固化剂等实验方法1）、环氧树脂浇注体性能拉伸强度，伸长率，拉伸弹性模量实验方法参照GB/T2568-1995   剪切强度实验方法参照GB/T7124-1986正拉粘接强度参照《纤维增强复合材料加固混凝土结构技术规程》的附录A2）、加固后混凝土试块的抗折荷载参照GBJ81-85标准，测定不同条件下的抗折荷载。 III、实验结果与讨论一、胶粘剂的配制众所周知，在碳纤维加固技术中，胶粘剂的性能非常重要，纤维（碳纤维，玻璃纤维

2、等）只有通过胶粘剂的有效粘接才能制成性能良好的FRP材料。同时，性能良好的FRP材料也只有通过胶粘剂与所加固的混凝土有效粘接，才能与混凝土成为整体，并达到理想的加固效果。而碳纤维加固技术在水工结构加固中的应用，对胶粘剂提出了更高的要求。即在配制胶粘剂时，除应该满足普通加固规程的要求外，还需考虑水工的特点，要求与表面潮湿混凝土的正拉粘接强度必须满足加固规范的要求。除此之外，选择胶粘剂时还必须考虑工程允许的施工时间，因为胶粘剂本身需要一定的固化时间，如果未固化就浸入水中，水的渗透力会破坏胶粘剂与混凝土

3、的粘结效果，使两者界面出现一定程度的空鼓，影响加固效果。1、基料对胶粘剂性能的影响胶粘剂的基料主要是树脂和固化剂。本项目在大量调研及初步实验的基础上，选取了两种树脂(分别表示为A，B )和四种固化剂（分别表示为a,b,c.d）作为研究所用的基料，将其分别配制成胶粘剂后，测定它们的各种性能，所得结果见表1。表1各种胶粘剂的性能胶粘剂编号树脂种类固化剂种类拉伸强度(MPa)延伸率（%）拉伸弹模(MPa)弯曲强度(MPa)压缩强度(MPa)剪切强度(MPa)1-1Aa40.26.91206164.161

4、.410.631-2Ab56.53.73292785.074.010.432-1Ba54.93.21296682.185.610.552-2Bb63.12.64324195.492.410.562-3Bc48.93.93265277.083.810.212-4Bd48.11.90285364.882.512.17注：1）、环境温度为20OC左右，龄期为21天。 表中1-1和1-2为环氧树脂A配制的胶粘剂，其余样品为环氧树脂B配制的胶粘剂。环氧树脂A粘度较低，主要适用于低温（10oC）施工。从表中数

5、据可以看出，树脂种类和固化剂种类对胶粘剂的力学性能均有一定影响。当固化剂相同时，环氧树脂A配制的胶粘剂拉伸强度，弹性模量，弯曲强度等力学性能相对较低，而延伸率较大。但树脂种类对胶粘剂性能的影响程度还与固化剂的种类有关。相比之下，使用固化剂a配制胶粘剂时，树脂种类对胶粘剂性能的影响较为显著。以拉伸强度为例，以b作为固化剂时，树脂A所配制胶粘剂约为树脂B所配制胶粘剂的90%；而以a作为固化剂时，这一比例则仅为70%左右，以至由树脂A与固化剂a配制的胶粘剂不适合于加固工程。除树脂种类以外，固化剂对胶粘剂

6、的性能也有较大影响。如表1所列，由树脂B配制的四个样品中，2-2胶粘剂的拉伸，弯曲，压缩性能明显优于其它三种胶粘剂；而2-4胶粘剂的粘剪强度最好。总的来说，表中除2-1胶粘剂外，其余几种胶粘剂都满足规范要求，且每种胶粘剂都有其各自的特点及温度使用范围，实际使用时可合理进行选择。2、胶粘剂种类及温度对胶粘剂固化速度的影响表2 不同温度下胶粘剂的适用期胶粘剂号胶粘剂适用期(min)5(OC)10(OC)15(OC)20(OC)25(OC)30(OC)1-27558423520122-133201712

7、1082-26033282012102-321582724026202-4//34519512595注：1）、表中固化时间是从样品开始混合到固化所经过的时间，配制数量每拌约150克； 胶粘剂的固化速度影响到加固工程的进度和质量。固化速度过快，虽有利于加快施工进度，但适用期短，施工难度大，不容易确保粘贴质量，并容易造成材料的浪费；反之，固化速度过慢，虽施工时间充裕，粘贴质量容易保证，但不利于加快施工进度，且粘贴构件的底部时固化过慢容易造成空鼓。总之，胶粘剂的固化速度直接影响到胶粘剂的适用期和胶粘剂涂

8、层的表干时间，而后者又影响到加固施工的进度和质量。影响胶粘剂固化速度的因素很多，除了树脂和固化剂的种类外，温度和适度等环境条件也是重要的影响因素。表2列出了不同温度条件下各种胶粘剂的适用期。表2 不同温度下胶粘剂的适用期胶粘剂号胶粘剂适用期(min)5(OC)10(OC)15(OC)20(OC)25(OC)30(OC)1-27558423520122-1332017121082-26033282012102-321582724026202-4//34519512595注：1）、表中