摘要:CFRP的英文全称是Carbon Fiber Reinforced Plastic,汉语译作碳纤维增强复合材料,该材料具备刚度好、比模量高、质量轻、耐高温等优势,对于土木工程来讲,应用CFRP能够加固混凝土结构,起到保温隔热作用,优化钢结构。本文将分层简述CFRP在土木工程中的应用方案,并提出个人见解。
关键词:CFRP;土木工程;应用方案
目前,土木工程建设中所使用的CFRP主要包括棒材、短纤维、索材、缠绕型材料、拉挤型材料、格栅、片材与手糊制品等。通常是将CFRP掺入混凝土结构中以此增强混凝土的负荷能力与抗裂性,加固工程结构。此外,棒材通常会被用于代替钢筋来构建新型建筑结构。而且,在土木工程建筑墙体中使用片材可以起到良好的保温隔热作用。
一、用CFRP加强混凝土结构
在土木工程施工建设中应用CFRP,全面提升土木工程质量,首先要选用CFRP来加强混凝土结构,即在混凝土集料中加入足量的、短纤维、索材、缠绕型材料、拉挤型材料、格栅和片材,不断优化混凝土的性能。此外,在土木工程混凝土结构施工建设中,要注意把握好混凝土结构的温控与施工技术,确保浇筑完混凝土之后的温度不高于30摄氏度。而且,施工技术人员应该严格控制施工动态,综合分析混凝土的温度变化材料,根据对比仿真资料和计算结果来预测浇筑混凝土结构的温度,对后续浇筑的温度予以科学控制以避免出现裂缝。其次,要全面了解混凝土结构的内部温度,为混凝土结构内部安置好测温计,每隔两个小时查看一次温度,如果温度高于35摄氏度,就要采取必要的措施,如果24小时后,温度已低于30摄氏度,就可以取消监测。在外部温度较高的夏天,可以多观察三天,并确保混凝土结构有充足的通水量以缓解混凝土结构内部的升温速度。其次,施工技术人员要注意控制好混凝土结构内外的温差以避免出现裂缝,如果发现有裂缝,必须及时加入短纤维与片材,而且,要将温差控制在13摄氏度以内。如果混凝土的内部温度降温较慢,外部降温速度有比较快,就很容易因为温差而滋生裂缝,对此,要为其覆盖CFRP片材料,这样能够起到表层混凝土的保温作用,避免内外温差过大。在实施浇块作业之前,要先为内部混凝土结构创造良好的散热条件,确保混凝土的内部温度得以平稳散热。如果外部混凝土散热速度过快,就要用CFRP片材料为其设置保温隔热层,以此缓解温差所造成的裂缝问题。除此之外,要通过添加CFRP来削弱混凝土的绝热升温性能,控制混凝土的升温速度。在施工过程中,需要选用低热化水泥或者中热化水泥,为混凝土加入足量的CFRP以缓解混凝土的开裂风险。另一方面,在混凝土结构浇筑过程中,要先铺设一层优质砂浆,然后,加入CFRP短纤维和片材,接着实施水平分层性浇筑,注意将浇筑厚度控制在40厘米以内。浇筑完毕后,施工技术人员需要对混凝土结构进行均匀性振捣,并做好后期的养护工作。
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二、使用CFRP加固钢结构
当前在土木工程施工建设中,经常会出现局部性钢结构损伤,如果使用传统的铆钉连接、安装螺栓、加固钢板或者钢筋焊接等工艺比如无法从根本上解决问题,对此,需要使用CFRP来加固和维修钢结构。首先,要绑扎好钢筋框架,施工技术人员应该正确使用强度直螺纹接头法来处理钢筋接长工作,在此过程中,施工技术人员可以先运用套丝机来加工钢筋端,接着,使用连接套来对接两根钢筋,将横向的钢筋绑扎成型。其次,施工技术人员要注意将钢筋端调直,使钢筋轴线和切口断面保持垂直关系。再次,施工技术人员应该充分发挥强度直螺纹接头法的优势,这种技术方法操作简便,工作效率与质量极高,而且非常环保,即无污染、无噪音、无辐射。然后,施工技术人员应认真检查钢筋结构的损伤部位,对于钢筋梁的受损区域,要用CFRP片材进行修复,提高钢筋梁的抗弯性能与抗弯载刚度。对于钢筋柱,可以使用棒材来代替,并运用缠绕型材料来修补钢筋柱的受损区域,维持好钢筋柱的整体平衡状态,避免出现局部失衡问题,不断增加钢筋柱的抗压抗载能力。另一方面,钢结构通常会随着时间的推移而产生裂缝,对此,需要用短纤维来进行修复,为其设置好粘结层。需要注意的是,CFRP片材加固钢结构最常见的破坏形式是粘结层被破坏和剥离,对此,要重视提升碳纤维布和钢结构之间的粘结效果,在粘结前端,要尽量增加界面的剪应力,当粘结性能满足标准要求之后,可以适当减小界面的剪应力,增加碳纤维布的粘结正应力,这样有助于全面提高钢结构的承载能力。
三、用片材增强土木工程的保温隔热效果
用片材增强土木工程的保温隔热效果,则需要在墙体施工中先安置好 EPS/XPS 板上的粘钉,然后清洁墙体的基层,用CFRP片材修补墙体的平整度。接着,为墙体保温板粘贴一层碳纤维布,再涂抹足量的优质界面剂,粘贴好保温板之后,要运用拉挤型材料清除挤压区域的粘结剂。对于粘结裂缝问题,应使用片材与手糊制品予以塞实,确保缝隙与片材以及手糊制品的全缝结合。接着,需要在板材上实施打孔作业,并安装好格栅与固定件,通常,要将安装密度控制在 8 个 / ㎡的标准范围内以增强建筑墙体的稳固性,提升土木工程的保温隔热性能。
结束语
综上所述,CFRP是Carbon Fiber Reinforced Plastic的缩写,汉语名称为“碳纤维增强复合材料”,在土木工程施工建设中应用CFRP材料,提升土木工程质量,施工技术人员理应重视运用CFRP来加强混凝土结构,在混凝土集料中加入足量的、短纤维、索材、缠绕型材料、拉挤型材料、格栅和片材,不断优化混凝土的性能;使用CFRP加固钢结构,及时修复钢筋损伤区域;运用片材不断增强土木工程的保温隔热效果,提高土木工程的耐高温性能。
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论文作者:李颖
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签:钢筋论文; 土木工程论文; 混凝土论文; 混凝土结构论文; 片材论文; 技术人员论文; 钢结构论文; 《基层建设》2018年第25期论文;