在結(jié)構(gòu)加固中,粘貼碳纖維布與粘貼鋼板是混凝土結(jié)構(gòu)中較為常用的兩種方法,在加固方案的選擇中,兩種方法也常常同時(shí)出現(xiàn)。單從作用機(jī)理來(lái)看,兩種加固方法都是通過(guò)結(jié)構(gòu)膠粘劑與混凝土基材形成整體,共同受力,而在施工工藝上二者也較為相近,往往會(huì)對(duì)方法的選擇造成一定的障礙。事實(shí)上,加固機(jī)理相似,并非意味著二者可以任意選擇。碳纖維布與鋼板,在力學(xué)性能上存在的差異,致使在加固中二者的表現(xiàn)也不同。其中主要的差別,施邦實(shí)業(yè)小編以梁底加固,進(jìn)行對(duì)比分析。
裂縫開展的對(duì)比
無(wú)論是粘貼碳纖維布還是粘貼鋼板,在荷載不斷增大的過(guò)程中,梁底受拉區(qū)混凝土均會(huì)發(fā)生開裂,且當(dāng)基材存在舊裂縫時(shí),開裂易在舊裂縫處首先發(fā)生。由于碳纖維布層數(shù)存在限制,厚度不會(huì)超過(guò)0.7mm,而手工涂膠施工的鋼板可達(dá)5mm厚,相同寬幅情況下鋼板截面積遠(yuǎn)大于碳纖維布截面積,因此,裂縫出現(xiàn)時(shí)經(jīng)粘鋼加固的梁所承受荷載要遠(yuǎn)高于碳布加固的梁。
從主要裂縫的數(shù)量來(lái)看,隨著荷載的不斷增加,粘鋼加固要多于粘貼碳纖維布加固,且碳布加固裂縫擴(kuò)展與延伸速度較為緩慢。在限制裂縫上碳纖維布效果更好,在抗裂加固中采用碳纖維布更為合適。
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撓度變形的對(duì)比
撓度變化,主要與梁的抗彎剛度有關(guān)。結(jié)構(gòu)加固中,粘貼碳布或者粘貼鋼板,都是通過(guò)兩方面來(lái)提升剛度。首先,碳纖維布與鋼板的彈性模量較為接近,因此對(duì)剛度的提升主要取決于截面面積。在裂縫的對(duì)比中,已經(jīng)能夠看出碳纖維布的截面面積要遠(yuǎn)小于鋼板的截面面積,因此鋼板對(duì)梁剛度的提升要遠(yuǎn)高于碳纖維布。
另一方面,可以從限制裂縫發(fā)展的角度,維持梁的原有剛度。在這方面,碳纖維布加固對(duì)裂縫有更高的限制作用,因此能更好地維持梁的剛度。但兩方面結(jié)合來(lái)看,通過(guò)提升截面面積來(lái)提升剛度效果要遠(yuǎn)優(yōu)于限制裂縫維持剛度,具體表現(xiàn)為,粘鋼加固中梁的撓度變化比粘碳布要慢,同時(shí)粘鋼加固破壞荷載更高。也就是說(shuō),對(duì)梁的剛度及抗彎能力的提高,粘鋼加固更為有效。
耐久性的對(duì)比
耐久性能,影響著結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期加固的效果。從材料的角度來(lái)看,鋼板耐久性較差,易發(fā)生銹蝕,而在結(jié)構(gòu)加固中,鋼板厚度較薄,生銹時(shí)會(huì)顯著削弱截面或引起剝離破壞。而碳纖維布耐久性要遠(yuǎn)優(yōu)于鋼板,但應(yīng)避免直接暴露于陽(yáng)光下與有害介質(zhì)中。除此之外,結(jié)構(gòu)膠對(duì)兩種加固方法的耐久性都存在影響,綜合來(lái)看,碳纖維布加固耐久性要更好一些。
從上述的對(duì)比中,我們能夠發(fā)現(xiàn)雖然碳纖維布加固與粘鋼加固兩種方法看似相似,實(shí)則在不同的加固傾向中,適用性也不同。在實(shí)際的方案選擇中,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加固需求,選擇合適的施工工藝。