在各類(lèi)工業(yè)與民用建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、涵洞和隧道等工程結(jié)構(gòu)中存在了大量的鋼結(jié)構(gòu)，這些鋼結(jié)構(gòu)在民國(guó)經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，在這些鋼結(jié)構(gòu)建筑物中，由于它們所處環(huán)境不同，在它們服役的工程當(dāng)中因?yàn)橥獠亢奢d或者人為因素等原因，不可避免的會(huì)出現(xiàn)各種各樣的損傷和缺陷，在之前的文章當(dāng)中我們?cè)黄鹛接懱祭w維材料在鋼結(jié)構(gòu)中加固的應(yīng)用，今天卡本與大家再深入的討論采用碳纖維加固鋼結(jié)構(gòu)到底具有哪些特點(diǎn)。
纖維類(lèi)加固修補(bǔ)技術(shù)就作為一種高效率的先進(jìn)修補(bǔ)技術(shù)已在土木工程等領(lǐng)域得到了很大的重視，并進(jìn)行了廣泛的研究與應(yīng)用。目前碳纖維復(fù)合材料修復(fù)混凝土技術(shù)已經(jīng)成熟并在混凝土梁、板、柱、橋墩等構(gòu)件中得到廣泛應(yīng)用。而纖維類(lèi)材料在修補(bǔ)飛機(jī)、航空器部件上的成功運(yùn)用，為其在鋼結(jié)構(gòu)工程加固修復(fù)中提供了基礎(chǔ)和借鑒。
碳纖維復(fù)材加固鋼結(jié)構(gòu)是通過(guò)在鋼結(jié)構(gòu)損傷區(qū)表面涂抹特制膠粘劑，將碳纖維材料粘貼在鋼結(jié)構(gòu)受損部位，是一部分荷載通過(guò)膠層傳遞給碳纖維材料，降低了鋼結(jié)構(gòu)損傷部位應(yīng)力水平，將鋼結(jié)構(gòu)和碳纖維材料粘結(jié)成一個(gè)整體，協(xié)調(diào)變形、共同工作，降低鋼結(jié)構(gòu)裂紋擴(kuò)展速率，抑制裂紋進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)而提高鋼結(jié)構(gòu)承載力，改善其疲勞性能，延長(zhǎng)剛結(jié)構(gòu)使用壽命。
與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)修復(fù)方法相比，粘貼碳纖維加固鋼結(jié)構(gòu)有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：
1、碳纖維復(fù)合材料自重輕，力學(xué)性能優(yōu)越，具有較高的比強(qiáng)度和比剛度，達(dá)到同樣的修復(fù)效果，碳纖維復(fù)合材料的尺寸明顯會(huì)小于金屬板的尺寸，同時(shí)因?yàn)樘祭w維復(fù)合材料自重輕的特點(diǎn)，在粘貼碳纖維復(fù)合材料的時(shí)候省去了緊固件，基本不會(huì)增加原構(gòu)件的自重和尺寸；
2、碳纖維復(fù)合材料具有良好的可成形性，對(duì)于復(fù)雜的曲面結(jié)構(gòu)（如管道、安全殼等）的修復(fù)，利用碳纖維復(fù)合材料具有特別的優(yōu)勢(shì)；
3、對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身?yè)p傷小，不用對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行鉆孔，對(duì)原有結(jié)構(gòu)承載截面基本無(wú)削弱，不破壞原結(jié)構(gòu)的整體性，且不會(huì)形成新的應(yīng)力集中，避免了鉆孔周邊產(chǎn)生裂紋，同時(shí)不會(huì)因?yàn)樾略龊缚p產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)新的裂紋疲勞源。
4、粘貼碳纖維復(fù)材對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固是連續(xù)的界面鏈接，整個(gè)粘接面共同受力，克服了焊接僅依靠邊緣結(jié)合而內(nèi)部不能結(jié)合的缺陷。有利于荷載分布更為均勻，緩解了應(yīng)力集中，顯著提高了靜強(qiáng)度和剛度，提高了結(jié)構(gòu)的抗疲勞性，延長(zhǎng)了結(jié)構(gòu)的使用壽命。
5、碳纖維復(fù)合材料對(duì)酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)具有良好的耐腐蝕性能，且使用碳纖維布進(jìn)行復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)時(shí)，基本上可以保證100%的有效粘貼率，由于其與金屬表面有良好的界面粘結(jié)性能、密封性，減少了所加固構(gòu)件內(nèi)部材料滲漏導(dǎo)致材料腐蝕的隱患，很少出現(xiàn)二次腐蝕破壞，這點(diǎn)在石油化工行業(yè)尤為重要。
總之加固材料在不斷發(fā)展，結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)及數(shù)也在不斷進(jìn)步，卡本作為加固材料領(lǐng)導(dǎo)品牌，始終不斷的研發(fā)和改進(jìn)加固材料，希望通過(guò)自己的努力去推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。
