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環氧樹脂碳纖維復合筋在建筑工程中的應用

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-12-01  來源:海寧安賽奧碳纖維技術  瀏覽次數:1672
核心提示:1. 前言由于固化后的環氧樹脂所具有粘合力強,收縮率低,耐酸堿性和耐溶劑性比較好,極大的溫度范圍內都具有良好的電絕緣性能,
 1. 前言
    由于固化后的環氧樹脂所具有粘合力強,收縮率低,耐酸堿性和耐溶劑性比較好,極大的溫度范圍內都具有良好的電絕緣性能,并且含有較多的極性基團,固化后分子結構較為緊密,所以固化后的環氧樹脂體系具有優良的力學性能。而碳纖維所具有的特性是高強度和模量、密度低、比性能高,不易變形,耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導電性,熱膨脹系數小,耐酸堿腐蝕性好,X射線透過性好。因此,可以和環氧樹脂相結合,增強其性能,更加廣泛的運用到建筑領域中。
2. 環氧樹脂碳纖維復合筋的性能
2.1 環氧樹脂的運用
    環氧樹脂的運用十分廣泛,但主要分布在建筑中,能作為建筑涂料,如環氧樹脂地坪涂料、耐腐蝕性涂料,混凝土管涂料等,還能憑借優異的粘合性,作為粘膠劑被運用在建工程中,如混凝土的“整體工程”連接、建筑物的修補、水泥制品的修補、建筑設施中的修補等。
2.2 碳纖維的優勢
    碳纖維具有較強的防水和防滲漏的特點,具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性,阻燃性和良好的力學性能和良好的導電導熱性,因此也在建筑工程和其他領域被廣泛運用。據投資顧問行業研究中心相關統計數據顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長。
2.3環氧樹脂碳纖維復合筋的特性
    環氧樹脂碳纖維復合筋的主要技術指標及其與鋼筋對比如下表: 
    表1 環氧樹脂碳纖維復合筋的技術指標及其與PVC鋼絞線的對比表
    從表格中可以看出,環氧樹脂碳纖維復合筋的比重遠遠小于PVC鋼絞線,同樣體積的材料,重量上環氧樹脂碳纖維復合筋的優勢很大;環氧樹脂碳纖維復合筋抗拉強度也大于鋼絞線,其熱膨脹系數較低,就說明在相同的溫度下,膨脹的程度會低很多,用環氧樹脂碳纖維復合筋代替PVC鋼絞線,對于高層建筑來說是一項很創新的運用。
圖1環氧樹脂碳纖維復合筋
3. 環氧樹脂碳纖維復合筋生產工藝
    根據碳纖維復合筋的其生產工藝流程是: 先將碳纖維固定在一起, 然后穿過基體浸膠槽, 接著由成型模拉出, 出來后的束狀產品經過固化室, 讓樹脂在室內凝結硬化, 形成碳纖維復合材料筋。 
    雖然環氧樹脂碳纖維復合筋有如此多的好處,但是價格問題一直是影響其發展運用的一個重要問題,因此,想要使它能被更廣泛的運用的一個前提就是降低它的售價;其次,現在我國制造環氧樹脂碳纖維筋的工藝水平還不夠穩定,很多高新技術被掌握在美國日本等國家,因此,提高我國在這方面的工藝水平也是加快碳纖維復合筋的運用,降低成本的一大舉措之一。
4. 環氧樹脂碳纖維復合筋的應用領域
4.1 在橋梁建造工程中的應用
    由于碳纖維復合筋的比重輕,在相同體積的情況下,所運用到的重量相對來說比鋼筋少很多,因此,在橋梁建造中,減少大量機械搬運操作,減少勞動量,施工方便;并且由于它抗腐蝕性和耐酸堿性很強,在水中不易被侵蝕,相對來說使用壽命較長,方面管理和維護。在瑞士,伊巴赫橋的維護維修中運用了環氧樹脂碳纖維復合筋,加固后的橋梁滿足承載力的要求,在我國碳纖維復合筋在橋梁中的的運用也十分廣泛。
4.2在道路工程中的應用
    碳纖維復合筋的抗腐蝕性和耐酸堿性都比較高,因此,在下水道和化工、印染企業附近的排污管道中加入碳纖維復合筋,將會是一項很好地發展舉措。并且其熱膨脹系數低,不易因為溫度的變化而導致變形,能有效緩解由于溫度過導致管道爆裂現象的發生。并且經過擠壓成型后,它可以變成任何一種形狀,并且憑借其本身強大的黏連性,能很好地與通道粘連,適用于地下彎頭較多的路段。碳纖維提高了混凝土的抗裂、防滲、耐溫差、耐磨等性能,可用于惡劣環境下的防水及防腐蝕層。
4.3在結構增強材料方面的使用
    碳纖維復合筋具有很好地抗疲勞性,是在震動場合,如公路、鐵路、橋梁等建筑的理想材料。碳纖維提高了水泥制品的抗拉、抗彎和抗沖擊強度,改善了水泥制品的韌性及抗震性能,減緩了水泥制品損傷的發展,主要用于結構中的節點部位、樁的兩端及大體積混凝土中,用于增強其抗震和抗拉性。
5.總結
    環氧樹脂碳纖維復合筋結合了環氧樹脂與碳纖維優異的力學、物理、化學性,被廣泛用來解決隧道、路面、橋面混凝土結構的抗壓問題和抗震問題。其施工簡便、優異的防腐蝕性和抗震性等優點使其逐步取代鋼筋,并在建筑工程領域占據一席之地,同時我國也應該在碳纖維筋的生產工藝上不斷創新發展,使得國內的生產水平能不斷提高,穩定性不斷增強。降低環氧樹脂碳纖維的運用成本,才能使它在各個領域內得到更廣泛的利用和發展,成為發展國家經濟的一大舉措。
 
 
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