《碳纤维材料》PPT课件

• （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％。
• • （2）加强结构粘结破坏面特性研究。 由于碳纤
维加固混凝土后, 粘结区域由多种材料的混合体组 成,各区域材料性能差异性较大, 结构的传力方式 和受力状态相当复杂、产生多种破坏模式, 而其中 的结构断裂碳纤维剥离破坏更加复杂, 因此必须加 强该方面的研究。
对碳纤维加固提出的建议
• （3）加强粘结胶的研究。 在碳纤维加固混凝土结构主要 是利用碳纤维优良物理力学性能对结构进行加固, 结构的 加固质量主要取决于碳纤维与混凝土两者之间粘结情况, 在混凝土一纤维粘结面如果能保证粘结质量就可以充分发 挥碳纤维作用, 否则就不能充分发挥碳纤维性能, 降低了 结构的加固效果。 碳纤维在600℃高温下性能保持不变, 在-180 ℃低温下仍具有很好的韧性, 适用性较广, 但对 于粘结胶, 当温度超过60 ℃ 时就开始软化, 温度超过 80℃ 时强度明显降低, 目前我国对粘结胶的研究较少, 还不成熟没有形成统一的标准, 因此需要加强对粘结胶的 研究、开发及应用, 如抗高温胶和抗低温胶等, 从而扩大 实际工程的应用范围。
• (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20 cm, 30 cm, 50 cm, 100 cm,每卷长 度50～100 m,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。
• （4）具有良好的耐久性和耐腐蚀、抗磁性等性能特点。
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。
碳纤维复合材料及加固技 术的研究和发展趋势
Carbon fibre reinforced polymer and the study of
strengthening method and development trend
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。
碳纤维材料
3 碳纤维加固补强的优越 性分析
1 碳纤维物理力学性能
2 各种加固方法的比较
3 碳纤维加固补强与粘钢加固补强的比较
碳纤维材料
4 碳纤维加固修补混凝土结构 技术优点
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。
• (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. 0 kg(包括树脂) 。单层粘贴后厚度仅1. 0 mm左右,基本不增加几何尺寸。
碳纤维材料
5 对碳纤维加固提出的建议
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、烟囱，海上油气田作业平台工程、 防护工程（如核电站建筑及核废料存储容器等防 腐、防辐射工程, 军用工程防护）等研究和应用也 较少, 因此必须加强该方面的工作。
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%。
碳纤维材料
2 碳纤维复合材料加固技术
碳纤维加维加固补强的施工方法 • （1）材料: 底漆, 腻子, 浸渍胶, 碳纤维片( FT S -Cl -20. FT S
- 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, 搅拌器, 压力注射器, 板手, 手锤等。
碳纤维加固补强的施工方法 2 施工顺序
碳纤维加固补强的施工方法
3 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。
碳纤维材料
1 碳纤维材料的性能特点
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。
• (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 好各层胶的凝固时间, 各步骤配合协调, 适时粘贴是保证质 量的关键。