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摘要:随着国际大环境和经济发展过程中对环保意识的提升,采用新型环保建筑材料演变成必然的发展趋势。为了充分发挥出新型建筑材料的环保优势,需要立足于材料技术的科学创新,从取材、生产、加工、施工、降解等角度不断更替及完善,降低生态环境影响,通过建立健全切实可行的长效机制促使土木工程行业快速、健康、稳定地发展。基于此,以下对碳纤维布在土木工程中的应用进行了探讨,以供参考。
关键词:碳纤维布;土木工程;应用
引言
在碳纤维片材(CFRP)补强加固技术不断推广的过程中,国内外学者研究了CFRP加固混凝土构件性能和钢筋混凝土构件疲劳性能。因为桥梁、道路承受动负荷,本文就对CFRP加固钢筋混凝土梁疲劳性能进行分析,以此为动荷载条件下的CFRP加固领域使用提供基础。
1土木工程建筑施工技术中存在的问题
1.1缺乏优质的管理创新团队
在目前土木工程建筑施工过程中,创新意识不强,先进技术应用有限问题的产生,很大程度上是由管理团队造成的,在缺乏优质管理创新团队的情况下,使得其在具体工作中存在诸多问题,很难为各项施工技术的创新营造良好的环境。在缺乏高效管理的情况下,在具体施工过程中很容易陷入混乱的情况,特别是在出现问题以后,各个部门之间相互推诿,不仅无法实现施工质量的改善,同时也降低了施工效率,无法保证按时高效的完成施工任务。在这种情况下,为了更好的推动土木工程建筑施工技术的创新,必须要构建优质的管理创新团队,转变管理思路,明确各部门的职责,积极主动的进行先进施工技术的引进。
1.2建筑技术人才短缺
在目前的教育制度下,普遍重视理论研究,尤其是在大学阶段的教育中,人才的培养偏向于理论化,这对实际的技术突破有着不利的影响。在许多的欧洲国家,例如德国,教育的形式更为丰富,许多学生选择专业的职业技术教育,为自我的发展做好技术准备,这些人员具有较强的职业素养与技术能力。我国的技术教育发展仍旧有待提升,人才供应受到教育水平限制阻碍了技术的发展。
1.3理论研究与实际不符
在我国经济水平不断提升的情况下,各行各业的理论研究也在不断深化,而针对土木工程建筑施工技术的理论研究来看,其与实际操作之间存在许多不相符的情况,很难将先进理论的指导作用发挥出来。在科学技术快速发展的过程中,土木工程也迎来了新的发展机遇,但是从相关理论研究工作来看,并没有从实际情况出发,其具体研究成果缺乏可操作性,对土木工程建筑施工技术的创新产生了一定的阻碍。由此可见,在推动土木工程建筑施工技术创新的过程中,必须要保证理论与实际的结合,实现建筑质量的提升。与此同时,需要明确研究方向,以实际应用为主,加强理论研究工作,为土木工程建筑施工技术的发展打下良好基础。
2碳纤维布在土木工程中的应用
2.1数值模拟
数值模拟研究方法可以最大程度还原实际工况,相对于前两种研究方法,数值模拟更加有效率,更加节省成本。有限单元法和有限拆分法目前是解决岩土工程问题的主要数值模拟方法。金爱兵等在论文中对悬臂式和埋入式两种类型的抗滑桩进行变形和受力分析,运用FLAC有限差分软件对锚杆抗滑桩的受力进行数值模拟计算;申永江等建立双排抗滑桩有限元模型,采用有限元程序ANSYS进行模态分析找出了最优的桩顶连接方式;俞文虎,袁海江借助plaxis3D建立有限元模型,分析了复杂边坡不同桩间距抗滑桩支护效果。计算结果表明:抗滑桩周边土体位移最大,桩间位移较小,说明桩间位移拱效应发生作用,防止了桩间土体发生较大的变形。
2.2受压区混凝土应变
在疲劳荷载作用之后,通过静载得出不同荷载时试验梁混凝土应变。通过试验可以看出来,在疲劳荷载作用后,受压区混凝土应变为线性分布。简单来说,混凝土梁开裂之后利用多次重复荷载的作用,截面平均要满足平截面假定,压区边缘混凝土应力比静载弯曲抗压强度要小,根据截面高度应力为三角形分布。
通过多次疲劳荷载后,未加固梁混凝土残余压的应变是最大的,之后为损伤加固梁,最小的为完好加固梁。在荷载作用相同的时候,未加固梁混凝土压应变是最小的。碳纤维布粘结层数相同,损伤加固梁混凝土压变大于完好混凝土压应变10%~20%。无论是损伤加固梁或者完好加固梁,黏贴两层碳纤维布加固梁混凝土压应变比一层加固梁要小
2.3纤维加固构件构造要求
(1)构件拐角处外表面碳纤维布的曲率半径最小不低于20mm。(2)当采用多条或多层碳纤维布粘贴时,碳纤维布的搭接长度应相互错开;且沿受力方向的搭接长度最小不低于100mm。(3)为保证碳纤维布与混凝土更高效率的工作,必要时应采取附加加固措施,例如:锚杆锚索加固措施。
2.4碳纤维布加固
2.4.1基层处理
放空洞内积水,凿除衬砌表面剥落、疏松蜂窝、腐蚀混凝土,清洗干净;较大面积劣质层清除后用环氧砂浆修复。对裂缝拆除黏贴的橡皮,改用环氧树脂灌浆+环氧砂浆修补。待修复部位完全干燥,用角磨机打磨整个洞壁表面,再用清水洗净、晾干。
2.4.2底层胶涂刷
按照供应商提供的工艺规定配制底胶,用滚筒刷或毛刷将底胶均匀涂抹于洗净、干燥的混凝土衬砌表面。底层胶固化后(指触干燥,一般≥2h),进行下道工序。
2.4.3找平胶涂刷
对混凝土表面凹陷部位用找平材料填补平整,转角处应用找平材料修复为光滑的圆弧。找平胶固化后,进行下道工序。
2.4.4碳纤维布黏贴
配制黏贴胶,用滚筒刷均匀涂抹于所要黏贴部位,在拐角和搭接处适当多涂。用光滑的滚筒顺碳纤堆方向多次滚压,挤除气泡,使黏贴胶充分浸透碳纤维布,滚压时不得损伤碳纤维布。双层黏贴重复上述步骤,待纤维表面指触干燥后立即黏贴上层碳纤维布。在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层黏贴胶。
2.5打造高技术团队
基于企业现阶段发展的具体现状,企业在日常工作的过程中,理应针对内部施工创新机制不断优化,并打造一支具有较强综合实力的内部团队,推动技术工艺全面发展。现如今技术更新的速度越来越快,如果员工的个人水平仍然处在较低的状态,显然无法满足施工的基本要求。因此,企业就要注重人才培养,邀请行业的专家人员,在企业内部开会,为员工们讲解行业发展的现状,让其了解最新的技术工艺,并通过实践培训,扎实个人知识基础,增强技术能力。
结束语
碳纤维加固混凝土结构作为一种新型的加固应用技术,在已经在交通工程,水利工程和建筑基础工程中广发应用和推广,并取得了良好的加固效果。但碳纤维材料不具备防火性能,一旦遇到突发火灾情况,胶体会受热融化发生结构破坏,碳纤维布脱离结构表面,复合体离散失去承载效果。因此,关于碳纤维材料防火性能的研究,也是下一步的研究工作重点。随着地质灾害防治理论和社会实践的发展,这样一种新型加固方式也将继续得到广泛推广使用,同时也将必对我国的社会主义现代化建设事业产生积极的作用。
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