碳纤维丝导电性能类似石墨,由其纺成的碳纤维布导电,且柔软、轻质,随风而动,使用过程中应注意避开电源。
正如钢筋可按强度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级一样,碳纤维丝按照强度和弹性模量可以分为很多型号,加固用的碳纤维丝要求抗拉强度大于3500Mpa,目前国内尚无生产,皆为进口产品。碳纤维布是将纤维丝采用经编方式制成单向布,一般按设计厚度(0.111mm、0.167mm)或单位面积的质量分类(200g/m2、300g/m2)。
粘碳纤维和粘钢粘贴形式、加固机理均较类似,本质上相当于增加构件配筋,在抗剪、抗弯加固中一般可以互相替换。如果碳纤维布抗拉强度设计值取为2000Mpa,钢材(Q235)抗拉强度设计值取为200Mpa,可按照0.1mm厚碳纤维布相当于1mm厚钢板的原则代换。但应注意以下几点:
A、由于碳纤维和钢材弹性模量基本一致,达到同样的抗拉强度,钢材截面要大的多,所以粘钢加固提高构件刚度的幅度要超过碳纤维加固。也就是说,若补充同样的抗弯能力,构件粘钢加固的挠度、裂缝宽度小于碳纤维加固的;
B、钢板上由于可以焊接锚筋,后钻孔影响也较小,所以锚固方式较粘碳纤维灵活;
C、碳纤维轻、薄,施工简便,和粘钢相比,不易发生剥离和疲劳破坏。
D、碳纤维和钢材相比,属惰性材料,不易被有害介质腐蚀。
任何一种加固方法都不是万能的。碳纤维加固与粘钢加固是在原构件基础上进行的,原结构的截面尺寸、配筋、混凝土强度等级限制了发挥作用的程度。
碳纤维粘贴前,遇构件转角,为减小应力集中,应将转角打磨(阳角)或修补(阴角)为圆弧半径不小于20mm的导角。如右图,在转角处以20mm为半径画圆,阴影表示需磨去或修补的部分。
施工单位总是希望碳纤维胶固化的尽可能快,以便尽快进行下一道工序。其实,碳纤维加固质量很大程度上取决于胶浸润布的程度,尽管碳纤维胶黏度较低、纤维布也较薄,但纤维布由极细的纤维丝组成,保证一定持续浸润、渗透的时间是必要的。25℃时,胶摊涂到布上后,最好初固化时间大于2小时。
高触变性,夏季施工不易流淌,冬季施工易于摊涂。
通过螺栓的紧固与锁键,大幅度提高钢板的抗剥离能力和抗疲劳能力,可用于动荷为主的构件加固。
可在箍板端部焊接螺杆,用千斤顶张拉螺杆或扭矩扳手拧紧螺母建立预应力,以减少剪应力滞后。
裂缝处理前,应先进行观察、分析,查明裂缝的性质和产生裂缝的原因。
a、对于在使用荷载下出现的受力裂缝,当超过规范规定的宽度、长度时,裂缝化学灌浆封闭后,对该构件还应进行加固。
b、对于在偶然超载出现的受力裂缝,可只对残余裂缝进行灌浆封闭处理。
c、对于混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的间接裂缝,应待裂缝稳定后再灌浆封闭处理。
d、对于温度引起的间接裂缝,应在完成相应的保温、隔热处理后再对裂缝灌浆封闭。
e、对于耐久性(钢筋锈涨、混凝土老化等)引起的裂缝,应采取保证混凝土耐久性的措施后,再对裂缝灌浆封闭。