碳纖維加固的材料

時(shí)間：2020-06-22作者：上海凱諾實(shí)業(yè)有限公司瀏覽：47

在工程材料中，纖維增強(qiáng)材料是一種新型的材料，它有很多特性，像耐腐蝕、耐紫外線、輕質(zhì)、高強(qiáng)度和非磁性等都是它的特點(diǎn)，由于它們?cè)谖锢韺W(xué)性能方面有大的提升，從而碳纖維（CFRP）材料成為一種性能優(yōu)良的復(fù)合材料。CFRP剛開始只用于航天、軍事和船舶工程領(lǐng)域，隨后范圍越來(lái)越大，現(xiàn)今已經(jīng)應(yīng)用在土木工程領(lǐng)域。80年代末期到90年代初這段時(shí)間里，在發(fā)達(dá)國(guó)家像歐美和日本等國(guó)家加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)逐漸興起，目前土木工程領(lǐng)域研究的主要話題就是這項(xiàng)技術(shù)。

碳纖維在我國(guó)的研制時(shí)間較早，它經(jīng)過40年的研制過程。在這個(gè)過程中，因?yàn)橥鈬?guó)不允許碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)行，并且對(duì)它進(jìn)行嚴(yán)格封鎖這一舉動(dòng)嚴(yán)重的限制了我們國(guó)家碳纖維工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。后碳纖維的工業(yè)能夠**重大突破這完全屬于我國(guó)科技工作者的功能，這是他們的自強(qiáng)不息、自力較生的結(jié)果。

2 CFRP增強(qiáng)材料的特點(diǎn)及力學(xué)性能

碳纖維增強(qiáng)塑料是一種復(fù)合型的材料，另外它也是碳纖維目前主要的應(yīng)用領(lǐng)域。碳纖維是指含碳比較高的新型纖維材料，一般情況下我們都是利用含有碳物質(zhì)的**纖維來(lái)做制作原料，像腈綸絲、瀝青及粘膠纖維都可以作為我們?nèi)×系臇|西，將它們與塑料樹脂相結(jié)合，一起存放在惰性氣體中，碳化以后便會(huì)形成新纖維材料。這種材料是新材料**，也有“黑色黃金”的美稱，因?yàn)樗懈叩膹?qiáng)度、小的密度、耐腐蝕、導(dǎo)電性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)它也是電學(xué)、熱學(xué)以及力學(xué)中的新型材料。

在對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，可以利用碳纖維物理力學(xué)這一個(gè)優(yōu)越的性能，多多使用碳纖維片材，由日本生產(chǎn)的碳纖維片在我們國(guó)家很常用。它的種類非常多，主要包括有單向片、單向預(yù)浸片、單向織布、雙向織布這四種。我們知道預(yù)浸料碳纖維（CF）被稱為是CFRP增強(qiáng)材料的一種，它必須達(dá)到強(qiáng)抗拉、彈性模量、延伸率等規(guī)定的性能，要想使得它能夠長(zhǎng)期使用就無(wú)比保證它具有高的密度、浸透性、均勻度、耐腐蝕性。

3 CFRP增強(qiáng)材料的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 國(guó)外

在發(fā)達(dá)國(guó)家CFRP的使用較為廣泛，如美國(guó)、日本，其主要是利用CFRP對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行再次固定可修補(bǔ)。80年代末及90年代初，它已經(jīng)得到了大量的研究，大學(xué)、科研機(jī)構(gòu)、材料生產(chǎn)廠家等都愿意投入資本進(jìn)行CFRP的進(jìn)一步研究，CFRP之所以能得到如此多的**，這完全取決于它優(yōu)良的特性，非常優(yōu)異的力學(xué)性能、較為簡(jiǎn)便的工藝作品、好的抗腐蝕性和使用時(shí)間長(zhǎng)等都是大眾的所喜愛的。CFRP能夠在日本、韓國(guó)、美國(guó)及歐洲這些國(guó)家和地區(qū)有*發(fā)展主要是日本阪神地震引起的，正是由于這種原因，所以我們便可知道CFRP可以快速的修復(fù)并固定混凝土，在建筑業(yè)這個(gè)領(lǐng)域，新型材料不斷興起，碳纖維已經(jīng)在外國(guó)的一些發(fā)達(dá)國(guó)家里變得非常常見。

CFRP的應(yīng)用形式主要是以下幾種：種是把比較短的碳纖維夾雜到混凝土里從而形成一種新型的材料，可以將其應(yīng)用在一些新建結(jié)構(gòu)中；*二種是將絲狀的碳纖維做成棒狀，可以在新建結(jié)構(gòu)中替換新混凝土里面的鋼筋，在海洋工程結(jié)構(gòu)與一些需要電磁波穿過的工程結(jié)構(gòu)里比較長(zhǎng)用；*三種是將碳纖維經(jīng)過加工而變成一束一束的形狀或者像繩子那樣的形狀，主要可以在需要進(jìn)行拉索的一些較為大型的土木工程；*四種可以在新建結(jié)構(gòu)中使用，使用時(shí)主要是將它與混凝土結(jié)合從而制成有用的混凝土板或者是大跨梁等，這樣的混凝土板有高的強(qiáng)度，并且質(zhì)量非常輕便；若將它放在有關(guān)公路的一些工程，便能提高公路的質(zhì)量；通常我們也會(huì)使用碳纖維做織物，然后便可進(jìn)行修補(bǔ)與二次固定。

3.2 國(guó)內(nèi)

由于我們國(guó)家比較落后，因此CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用比較遲，但是之后又進(jìn)行了研究，現(xiàn)在已經(jīng)呈現(xiàn)出上升局勢(shì)。之前只有國(guó)家工業(yè)建筑診斷與工程技術(shù)研究中心這一個(gè)單位愿意對(duì)CFRP加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究，隨著之后的發(fā)展，慢慢才在一些**的大學(xué)嘗試進(jìn)行研究，主要參與的學(xué)校有*大學(xué)、*大學(xué)、天津大學(xué)、東南大學(xué)、大連理工大學(xué)等，并且它們?cè)诎?、梁、柱等的模型?shí)驗(yàn)、加固施工工藝及加固性能評(píng)價(jià)這三大方面**了非常大的成果，在民用建筑、橋梁和隧道還有公路工程已經(jīng)開始使用，并且發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的非常好。纖維增強(qiáng)材料加固混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范這項(xiàng)研究慢慢有單位開始研究了，這是值得開心的事情，這個(gè)課題現(xiàn)已成為建設(shè)部研究的重點(diǎn)，但是它還在起步階段，需要經(jīng)歷很長(zhǎng)的路。

4 CFRP增強(qiáng)材料在室內(nèi)裝修改造中的應(yīng)用實(shí)例一

CFRP增強(qiáng)材料有環(huán)保、耐磨的特點(diǎn)，現(xiàn)今被應(yīng)用在房間裝修或改造的也屢見不鮮。當(dāng)房主不喜歡事先準(zhǔn)備好的房子的構(gòu)造時(shí)，便可根據(jù)自己的想法設(shè)計(jì)房子，但是若是拆掉某一個(gè)承重墻這是非常危險(xiǎn)的，這時(shí)只有我們的碳纖維材料能夠解決這項(xiàng)難題。

房間裝修時(shí)，碳材料的使用地點(diǎn)有以下幾個(gè)：個(gè)是可以做非承重墻的簾墻板，它是種不易變老并且機(jī)械性強(qiáng)的質(zhì)量較輕的板，通常是在高樓大廈或者海邊建筑物中使用。*二個(gè)是作為房頂防水的涂層，通常會(huì)將它涂在房頂?shù)谋砻妫@樣會(huì)防止房頂風(fēng)化和有效地減少房子露水的現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)我們的房子也不失美觀。*三個(gè)是電磁屏蔽板和導(dǎo)電板，一般利用碳纖維較高的導(dǎo)電性能快速的消除一些靜電，主要包括來(lái)自大氣的放電和雷擊的靜電。*四個(gè)是可以用在防止墻外表被腐蝕，可以增強(qiáng)地板的使用時(shí)間等。*五個(gè)是在開門洞的應(yīng)用，利用碳纖維布未進(jìn)一步的固定。下面是碳纖維關(guān)于房間內(nèi)部裝修改造的一個(gè)例子。





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