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环氧树脂碳纤维复合筋在建筑工程中的应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-01  来源:海宁安赛奥碳纤维技术  浏览次数:1693
核心提示:1. 前言由于固化后的环氧树脂所具有粘合力强,收缩率低,耐酸碱性和耐溶剂性比较好,极大的温度范围内都具有良好的电绝缘性能,
 1. 前言
    由于固化后的环氧树脂所具有粘合力强,收缩率低,耐酸碱性和耐溶剂性比较好,极大的温度范围内都具有良好的电绝缘性能,并且含有较多的极性基团,固化后分子结构较为紧密,所以固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能。而碳纤维所具有的特性是高强度和模量、密度低、比性能高,不易变形,耐超高温,耐疲劳性好,比热及导电性,热膨胀系数小,耐酸碱腐蚀性好,X射线透过性好。因此,可以和环氧树脂相结合,增强其性能,更加广泛的运用到建筑领域中。
2. 环氧树脂碳纤维复合筋的性能
2.1 环氧树脂的运用
    环氧树脂的运用十分广泛,但主要分布在建筑中,能作为建筑涂料,如环氧树脂地坪涂料、耐腐蚀性涂料,混凝土管涂料等,还能凭借优异的粘合性,作为粘胶剂被运用在建工程中,如混凝土的“整体工程”连接、建筑物的修补、水泥制品的修补、建筑设施中的修补等。
2.2 碳纤维的优势
    碳纤维具有较强的防水和防渗漏的特点,具有耐酸、耐碱的耐腐蚀性,阻燃性和良好的力学性能和良好的导电导热性,因此也在建筑工程和其他领域被广泛运用。据投资顾问行业研究中心相关统计数据显示,目前,世界碳纤维的需求量将以每年约13%的速度增长。
2.3环氧树脂碳纤维复合筋的特性
    环氧树脂碳纤维复合筋的主要技术指标及其与钢筋对比如下表: 
    表1 环氧树脂碳纤维复合筋的技术指标及其与PVC钢绞线的对比表
    从表格中可以看出,环氧树脂碳纤维复合筋的比重远远小于PVC钢绞线,同样体积的材料,重量上环氧树脂碳纤维复合筋的优势很大;环氧树脂碳纤维复合筋抗拉强度也大于钢绞线,其热膨胀系数较低,就说明在相同的温度下,膨胀的程度会低很多,用环氧树脂碳纤维复合筋代替PVC钢绞线,对于高层建筑来说是一项很创新的运用。
图1环氧树脂碳纤维复合筋
3. 环氧树脂碳纤维复合筋生产工艺
    根据碳纤维复合筋的其生产工艺流程是: 先将碳纤维固定在一起, 然后穿过基体浸胶槽, 接着由成型模拉出, 出来后的束状产品经过固化室, 让树脂在室内凝结硬化, 形成碳纤维复合材料筋。 
    虽然环氧树脂碳纤维复合筋有如此多的好处,但是价格问题一直是影响其发展运用的一个重要问题,因此,想要使它能被更广泛的运用的一个前提就是降低它的售价;其次,现在我国制造环氧树脂碳纤维筋的工艺水平还不够稳定,很多高新技术被掌握在美国日本等国家,因此,提高我国在这方面的工艺水平也是加快碳纤维复合筋的运用,降低成本的一大举措之一。
4. 环氧树脂碳纤维复合筋的应用领域
4.1 在桥梁建造工程中的应用
    由于碳纤维复合筋的比重轻,在相同体积的情况下,所运用到的重量相对来说比钢筋少很多,因此,在桥梁建造中,减少大量机械搬运操作,减少劳动量,施工方便;并且由于它抗腐蚀性和耐酸碱性很强,在水中不易被侵蚀,相对来说使用寿命较长,方面管理和维护。在瑞士,伊巴赫桥的维护维修中运用了环氧树脂碳纤维复合筋,加固后的桥梁满足承载力的要求,在我国碳纤维复合筋在桥梁中的的运用也十分广泛。
4.2在道路工程中的应用
    碳纤维复合筋的抗腐蚀性和耐酸碱性都比较高,因此,在下水道和化工、印染企业附近的排污管道中加入碳纤维复合筋,将会是一项很好地发展举措。并且其热膨胀系数低,不易因为温度的变化而导致变形,能有效缓解由于温度过导致管道爆裂现象的发生。并且经过挤压成型后,它可以变成任何一种形状,并且凭借其本身强大的黏连性,能很好地与通道粘连,适用于地下弯头较多的路段。碳纤维提高了混凝土的抗裂、防渗、耐温差、耐磨等性能,可用于恶劣环境下的防水及防腐蚀层。
4.3在结构增强材料方面的使用
    碳纤维复合筋具有很好地抗疲劳性,是在震动场合,如公路、铁路、桥梁等建筑的理想材料。碳纤维提高了水泥制品的抗拉、抗弯和抗冲击强度,改善了水泥制品的韧性及抗震性能,减缓了水泥制品损伤的发展,主要用于结构中的节点部位、桩的两端及大体积混凝土中,用于增强其抗震和抗拉性。
5.总结
    环氧树脂碳纤维复合筋结合了环氧树脂与碳纤维优异的力学、物理、化学性,被广泛用来解决隧道、路面、桥面混凝土结构的抗压问题和抗震问题。其施工简便、优异的防腐蚀性和抗震性等优点使其逐步取代钢筋,并在建筑工程领域占据一席之地,同时我国也应该在碳纤维筋的生产工艺上不断创新发展,使得国内的生产水平能不断提高,稳定性不断增强。降低环氧树脂碳纤维的运用成本,才能使它在各个领域内得到更广泛的利用和发展,成为发展国家经济的一大举措。
 
 
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