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1、碳纤维复合材料及加固技 术的研究和发展趋势Carbonfibrereinforcedpolymerandthestudyof strengtheningmethodanddevelopmenttrend碳纤维材料简介碳纤维复合材料(CFRP)是目前最先进的复合材料之一，它以轻质高强、耐高温、抗腐蚀、热力学性能优良等特点广泛用作结构材料及耐高温抗烧蚀材料，是其它纤维增强复合材料所无法比拟的。随着社会需求的增加以及人们对房屋建筑要求的提高，建筑物的耐久性和使用寿命已经成为人们越来越关心的话题，因此便捷有效的加固方法成了主要研究的课题，其中，碳纤维材料加固技术就是重要的一种方法。2碳纤维材料的性
2、能特点1碳纤维材料3碳纤维材料的性能特点（1）具有良好的物理力学性能：其抗拉强度为普通钢材的10倍以上，弹性模量相当于普通钢材的1．1～2．4倍；而且纤维片材重量轻，比重仅为钢材的1／4；厚度小，一般片材增强层厚度在0．1～0．2mm之间，因此基本上不增加结构截面尺寸和自重。（2）现场施工方便：没有湿作业和明火施工，占用场地小，也不需要大型施工机具，因此施工方便、工效高、施工质量容易得到保障。（3）使用范围广：可用于梁、板、柱及桥梁、隧道、烟囱等多种结构的加固补强。特别是在曲面壳体和复杂节点的加固中，具有其他加固方式无法比拟的优势，与混凝土的有效接触面积可达100％。（4）具有良好的耐久性
3、和耐腐蚀、抗磁性等性能特点。4碳纤维复合材料的材料特性成型工艺主要有手糊成型工艺，喷射成型工艺，树脂传递模塑RTM,注射成型，纤维缠绕成型，拉挤成型。应用领域军事，飞机及高速列车刹车系统、民用飞机及汽车复合材料结构件、高性能碳纤维轴承、风力发电机大型叶片、体育运动器材(如滑雪板、球拍、渔杆)等。5碳纤维复合材料加固技术2碳纤维材料6碳纤维加固补强的施工方法1材料和工具碳纤维加固补强的施工方法（1）材料:底漆,腻子,浸渍胶,碳纤维片(FTS-Cl-20.FTS-Cl-30),丙酮,棉丝,铁片,螺栓。（2）工具:剪刀,腻子刀,滚筒刷,合尺,拌胶桶,计量器,角向磨光机,冲击钻头,吹风机,电锤,搅
4、拌器,压力注射器,板手,手锤等。7碳纤维加固补强的施工方法2施工顺序83施工方法(1)用金刚砂轮磨片去除混凝土表面浮层,吹净灰土,用丙酮擦净。(2)刷底漆,刮腻子,使混凝土表面凹陷部位与整个混凝土面形成一较平整的面层,以便纤维片与混凝土有效粘合。(3)待腻子凝固后(约1h左右),再将浸渍胶用滚筒刷均匀地涂到混凝土表面。(4)与此同时,用浸渍胶将碳纤维片浸注后,现刮一薄层胶,然后粘贴到混凝土表面上,并及时用干滚筒刷由中间向两端反复滚压,挤出气泡,待隔离塑料膜上出现胶时为止。(5)粘贴完毕并在粘结材料凝固后,揭下塑料隔离膜,再用浸渍胶在碳纤维片面层涂一层薄胶即可。技术要领:掌握好各层胶的凝固时
5、间,各步骤配合协调,适时粘贴是保证质量的关键。碳纤维加固补强的施工方法9碳纤维加固补强的优越性分析3碳纤维材料101碳纤维物理力学性能112各种加固方法的比较123碳纤维加固补强与粘钢加固补强的比较13碳纤维加固修补混凝土结构技术优点4碳纤维材料14碳纤维加固修补混凝土结构技术优点(1)高强高效。在加固修补混凝土结构中可以充分利用其高强度、高弹性模量的特点来提高混凝土结构及构件的承载能力和延性,改善受力性能,达到高效加固修补的目的。(2)施工便捷,施工工效高,没有湿作业,不需大型施工工具,无需现场固定设施,施工占用场地少,成品幅宽可以为20cm,30cm,50cm,100cm,每卷长度50
6、～100m,现场使用时可以根据需要用剪刀或刀片裁剪。粘贴碳纤维材料法是粘贴钢板施工工效的4～8倍。(3)具有很好的耐腐蚀性及耐久性。可以抗拒经常遇到的各种酸、碱、盐对结构物的腐蚀。不需要采用粘钢法所需要的定期防锈维护。15碳纤维加固修补混凝土结构技术优点(4)适用面广。碳纤维材料加固修补结构可以广泛用于各种结构类型。各种结构形状,各种部位的加固修补,且不改变结构形状,不影响结构外观,这是目前任何一种结构加固方法所不可比拟的。(5)施工质量有保证。由于碳纤维材料固化前是柔弱的,即使加固的结构表面不是非常平整,也可以保证有效粘贴率近100%;此外,即使是粘贴固化后发现表面局部有气泡,也很易于修
7、补,只要用树脂注入气泡中将空气赶走就可以了。而粘贴钢板则很难达到有效粘贴面为100%。(6)碳纤维材料预浸料质量小且薄,粘贴后单位面积质量小于1.0kg(包括树脂)。单层粘贴后厚度仅1.0mm左右,基本不增加几何尺寸。165对碳纤维加固提出的建议碳纤维材料17对碳纤维加固提出的建议（1）加强碳纤维对特种结构的加固研究。目前的研究应用主要集中在建筑物、桥梁等,而对纤维加固砌体结构、钢结构木结构等领域的研究较少，对加固水塔、
