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一级结构工程师2017基础考试辅导讲义:碳纤维

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  碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理,该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为2mm左右,基本上不增加构件截面,能保证碳素纤维布与原构件共同工作。

  1、碳纤维介绍

  碳纤维根据原料及生产方式的不同,主要分为聚丙烯腈(PAN)基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基碳纤维(高强度型)及沥青基碳纤维(高弹性型)。

  2、环氧树脂

  不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用,例如底涂树脂;以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用,例如环氧粘结树脂等。

  (1)环氧树脂简介

  仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能,只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作,才能达到补强的目的。因此,环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能,适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用,能渗入到混凝土内一定深度;粘贴碳纤维片的环氧树脂易于“透”过碳纤维片,有很强的粘结力。依使用温度的不同,树脂还分为夏用及冬用类树脂。我公司使用的各类树脂规格及性能(包括底层涂料的规格及性能、环氧腻子的规格及性能、粘结树脂的规格及性能等均有详细表格资料、以备索取)。

  (2)物理性能

  碳纤维片工法中使用了底涂、腻子、浸渗粘着树脂等三种环氧树脂。上述三种环氧树脂的使用目的各不相同,其物性标准也不相同。

  ①底涂:粘着强度

  底涂必须确实具有把作用在混凝土表面上的荷载传递到碳纤维片上的力学性能。因此粘着强度成为制定其物性标准的重要依据。

  ②腻子:

  压缩强度·压缩弹性率

  腻子用于填充混凝土上的微小缺损部分。因此,要求必须具有与混凝土同等以上的压缩强度。此外,还要求具有较高的压缩弹性模量。根据以上理由,制定腻子的物性标准时主要根据其压缩强度及压缩弹性模量。剪切强度·粘着强度

  腻子与底涂一样必须具有把因荷载作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。

  ③ 粘着树脂:

  张拉强度·弯曲强度

  碳纤维片工法系通过向碳纤维片内渗透浸渗粘着树脂、通过固化形成CFRP.重要的是固化后的CFRP的物性,而浸渗粘着树脂本身的物性并非重要。但要想获得良好的CFRP物性,浸渗粘着树脂本身的物性确实也有影响。因此制定了最小限度的张拉强度及弯曲强度的物性标准。

  剪切强度·粘着强度

  浸渗粘着树脂除渗透到碳纤维片内、通过固化形成CFRP之外,还具有粘着剂的功能。与腻子、底涂同样,必须具有把因载荷作用等在混凝土表面上发生的应变确实传递到碳纤维片上的力学性能。因此剪切强度及粘着强度便成为制定其物性标准的重要依据。

  相比之下,国产的树脂材料目前缺乏配套产品,用途单一,且尚...

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一级结构工程师考试2017要点:石材锈斑的处理

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  一、锈斑的形成

  锈斑主要是由石材中的铁质经氧化反应而成。铁质、水、氧是促成锈斑形成的三大要素。通常,我们按锈斑反应层次的不同将其分成二大类:

  (一)深层锈斑。很多石材品种特别是花岗石都含有一定比例的铁质成份,当这些铁质成份与水和氧充分接触后,就会引起氧化反应,生成锈斑。特别容易出现这种锈斑的石材如:美国白麻、山东白麻(小花)、锈石(板岩)等。另外,水泥中的碱质在水的作用下与石材中的铁质发生反应,也会形成锈斑。

  (二)表层锈斑。石材在开采、加工、运输、安装的过程中,表面与铁质物体接触后留下少量铁质残留物,这些铁质残留物会与空气中的水份、氧气产生氧化反应而生成锈斑。

  二、锈斑的处理

  锈斑的处理方法主要是采用除锈剂来进行处理。在进行除锈处理时,应注意以下几点:

  (一)尽量避免采用草酸直接清洗石材锈斑,因为草酸只是简单地把锈斑(Fe2+)氧化还原,被氧化还原的铁离子仍具不稳定性,很容易与空气中的水和氧再次发生氧化反应重新生成铁锈,并且会随着草酸水溶液的流动而进一步扩大锈斑的面积。这就是为什么采用草酸除锈时锈斑会越除越多、越除越大的缘故。

  (二)选用除锈剂时,一定要选用质量好的产品。因为好的除锈剂除了酸的成份以外,另外还加有适量的添加剂以保持氧化还原反应中铁离子的稳定性。采用这种除锈剂处理过的锈斑即使不做防护处理,也能保持很长时间不会复发。相反,有些除锈剂只是一些酸的简单混合液,不能保持氧化还原反应中铁离子的稳定性,复发率高。

  (三)由于组成大理石和花岗石的成份不同,性质不一样。大理石主要成份为碳酸钙,呈碱性;花岗石的主要成份为二氧化硅,呈酸性。所以使用除锈剂时,一定要分清大理石除锈剂和花岗石除锈剂。花岗石除锈剂绝对不能用于大理石的锈斑处理。

  (四)表层锈斑的处理时,只需用除锈剂在表面刷涂即可。有时,也可采用表层磨抛的方法进行处理;深层锈斑的处理相对要复杂一些,需要保持一定的剂量和反应时间。有时还会需要重复使用才能达到理想的效果。

  (五)石材在使用除锈剂施工后,建议再用清水清洗一遍,干燥后一定要用优质石材养护剂做好防护处理。目的在于彻底清除氧化反应后的残留物,防止再次发生氧化反应。

  三、锈斑的预防

  锈斑的预防主要根据是对其形成的三要素:水、氧、铁质的有效控制来进行的。结合多年的治理经验,我们将锈斑预防的主要有效方法归纳为以下几点:

  1. 石材在施工以前,一定要采用优质石材养护剂对石材进行六面防护处理,阻断石材内铁质与水的接触。

  2. 尽量避免采用高碱性水泥进行石材的粘接施工,降低水泥中碱质与石材中铁质发生反应的机会。

  3. 尽量减少施工时水的使用量。

  4. 避免铁器(质)以及酸碱性物质与石材的直接接触。

  5. 对含铁质较丰富的石材品种,建议采用干挂法进行施工,尽量避免湿式施工法。

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