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碳纤维双向布结构与材料简述

随着我国商业经济的发展，人们的物质生活水平也在不断提高，然而越来越快的生活和工作节奏也给人们带来了或大或小的压力。于是更多的人选择利用运动来舒缓自己的身心，排解自己的压力，使体育行业得到了***的繁荣。然而，现代竞技体育发展对体育器材的改进与研制的要求也提上日程。

碳纤维双向布是以碳纤维为基体材料，以棉花为辅助材料，经经线编织工艺处理形成的一种新型复合材料。碳纤维提供了碳纤维双向布所需要的高强度，棉线使碳纤维纱线固定不脱落，编织成安正的碳纤维双向布，提高稳定性。双向碳纤维布主要以碳纤维为基体材料，以棉线为辅助材料，经引纱、经纬线编织、预成型、裁剪等处理制造而成。

碳纤维是含碳量在90%以上的高性能纤维材料，是由有机纤维原丝在1000℃以上的高温碳化形成。碳纤维是一种力学性能十分优异的纤维材料，主要体现在其比重不到钢材的四分之一，拉伸强度在3500Mpa以上。此外碳纤维还具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐疲劳、耐蠕变性、导电性、导热性、小比重和热膨胀系数小的优良性能。与其他芳纶纤维、玻璃纤维不同，碳纤维具有明显的各向异性，柔软可加工性。

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玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用

1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理

玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后，在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板，玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度，树脂提供了较好的耐腐蚀性能。加固过程中，使用粘钢胶沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，包括梁、柱、悬挑梁、板等需要加固和变更的工程，使玄武岩纤维板与加固基体形成一个新的复合体，即使环氧树脂玄武岩纤维板与原有钢筋混凝土结构共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高桥梁结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

2、环氧树脂玄武岩纤维板在桥梁加固应用概况

环氧树脂玄武岩纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大这些优异性能都决定了环氧树脂玄武岩纤维板将在桥梁结构的加固补强中得到广泛应用。玄武岩纤维板坐补强桥梁混凝土结构时，大鹏加固，不需要增加螺栓和柳钉固定，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，环氧树脂玄武岩纤维板工艺简单方便。相较于其他的加固方式，利用环氧树脂玄武岩纤维板加固有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，得到愈来愈多的青睐与肯定。三、浅析碳纤维布加固***原理及施工工艺据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用，在早期其加固费用昂贵，碳纤维布加固技术的发展被限制，随着我国科技实力的不断发展，碳纤维布加固的造价不断降低，使的碳纤维布加固技术日益成熟，其应用领域不断增大，让碳纤维材料在工程应用领域中得到了***推广。

碳纤维布加固混凝土柱：

采用碳纤维布对混凝土进行加固，其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用，使得混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。

碳纤维布加固混凝土梁：

根据实验研究成果，碳纤维布加固梁的***形式有以下几种：

1、界限***，当碳纤维和钢筋的配置率适当，在受压混凝土达到极限应变的时候，受拉区纤维刚好达到极限强度，此时材料的强度得到充分发挥，截面的延性也达大值；

2、适筋***，钢筋受拉屈服，房屋加固施工，受压区混凝土被压坏，碳纤维未达到极限应变；

3、少筋***，结构加固工程，受拉钢筋先达到屈服，然后碳纤维片材超过极限拉应变，并达到极限状态而被拉坏，而此时受压区混凝土尚未***；

4、超筋***，加固量过大，受拉钢筋屈服前，受压区混凝土被压坏；

5、粘接***，在达到正截面极限承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离***。

与此同时，碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用，卡本碳纤维布在上海证券所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝，为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化，从而导致锈蚀，应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后，在采用碳纤维布进行加固，大致过程如下：

1、首先按照图纸要求进行***放线；

2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状；

3、按设计要求裁剪碳纤维布；

4、涂抹底胶，粘贴碳纤维布，并沿着单向多次刮压，涂刷面胶，并对碳纤维布进行防护；

5、待胶固化后，对粘贴碳纤维布进行验收。

总而言之，碳纤维布加固技术与传统的增大截面加固法、粘钢加固法等相比，碳纤维布加固法具有抗拉强度高，耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点，为结构安全保驾护航。与此同时，碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外，还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的修复工程中应用。

基于光纤的智预应力碳纤维加固系统

1、性能简述

光纤碳纤维板是指由碳纤维增强材料，环氧树脂基体材料，在结构内部加入具有形状记忆功能的驱动元件和测控软硬件，并经一系列生产工艺制成的碳纤维板。

区别于普通的碳纤维板，光纤智能碳纤维板主要是能感知外部环境的变化和荷载作用，感知内部结构的疲劳性和腐蚀性，并通过智能软件传输到电脑端，使工程人员可以实时监控到工程结构概况。

2、应用评价

针对重大工程和基础设施的健康监测和诊断是一项贯穿整个工程生命的周期的技术，从工程施工、运营管理一直到拆除都需要进行监测。

光纤预应力碳纤维板加固系统除了具有普通碳纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大等优异性能，可广泛适用于工业与民用建筑物的梁、板、柱、墙、天路公路强梁、隧道、烟囱、塔结构等设施的加固补强。预应力碳纤维板做补强混凝土结构时，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，建筑加固报价，预应力碳纤维版施工工艺更为简便且加固效果突出。相较于其他的加固方式，利用预应力谈纤维板加固系统有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，已得到愈来愈多的青睐于肯定。二光纤预应力碳纤维板加固系统正好弥补了普通碳纤维板加固在结构中无法实时检测的遗憾。相比普通碳纤维板的性能特点，光纤预应力碳纤维板肯定是更上一层楼。因此也已在桥梁、建筑物结构等工程中得到适用，并取得一致好评。

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