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环氧树脂碳纤维复合筋的性能介绍和生产工艺及其在建筑工程中的应用

嘉峪检测网        2020-11-26 11:29

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、建筑设施中二修补等。

 

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

环氧树脂碳纤维复合筋的性能介绍和生产工艺及其在建筑工程中的应用

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。

环氧树脂碳纤维复合筋的性能介绍和生产工艺及其在建筑工程中的应用

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,它可以变成仍和一种形状,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。

环氧树脂碳纤维复合筋的性能介绍和生产工艺及其在建筑工程中的应用

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来源:海宁安捷