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摘要:本文对无机粘结胶和有机粘结胶的性能做了研究,并且对这两种粘结胶的应用做了对比分析,得出了相应的思考。
关键词:无机粘结胶;有机粘结胶;有效应用
由于对修补和修复技术的广泛需求,无机粘结胶聚合物和有机粘结胶聚合物应运而生了,它们具有自重轻、耐腐蚀和应用便捷等优点,为了对他们的应用和性能做出完整的比较,本文对无机粘结胶聚合物和有机粘结胶聚合物在加固钢筋混凝土的应用做了比较分析和研究。
1无机粘结胶和有机粘结胶的概述
1.1有机粘结胶
有机粘结胶是由一种将玻璃纤维和碳纤维相融合的有机聚合物,自重轻、耐腐蚀,操作方便,使用快捷,但是有着一个很大的缺点就是耐久性差,聚合物在紫外线照射下甚至会导致产生老化的现象,有机粘结胶在方面的有着自身的缺点。
1.2无机粘结胶
无机粘结胶是一种低粘性树脂,它能够适用于粘结碳纤维、玻璃纤维等片材或織物。无机粘结胶的预先配制是混合一种铝矽酸盐粉末和一种以水为基础的催化剂。在常温条件下,一般可以可以存放3个小时。作为一种高强度的纤维聚合物,它在钢筋混凝土的粘结上有着广泛的应用,无机粘结胶是具由混合碳纤维、玻璃纤维和钢筋纤维或片材制成的聚合板的力学性能的,而且应用技术非常方便,所有有机粘合技术都是用无机粘结胶。
2无机粘结胶和有机粘结胶应用的实验
大量的实验和研究表明,无机粘接胶和有机粘结胶都有着广泛的应用,为了研究二者的力学性能,以便于能够正确的应用,我们做以下的一个实验,来考察二者的粘性和变形能力:
实验是通过加固钢筋混凝土梁来进行的,实验浇注了8跟梁,跨度为3m,并且分为三部分,三个研究变量是碳纤维的长度、端部锚固长度和加固量。梁分别用不同层的单向碳纤维片材加固,混凝土要严格经过实验室的配置,控制比例和用料,然后通过圆柱台进行试验得到抗压强度,再贴碳纤维之前,一定要先用磨轮将混凝土表面的浮浆皮去掉,并且要将粗糙突出的骨料磨平。然后,要对混凝土的表面进行喷砂和并且用热水洗,最后再进行晾干。然后用无机粘结胶将表面找平,直到自然干燥并且具有粘性为止。与此同时,对于碳纤维要使用树脂浸渍,同理直到自然干燥并且具有粘性为止。然后再将粘结胶刷在表面上,随后要立即将浸渍好的碳纤维贴上。在贴碳纤维的过程中一定要反复滚压以去除多余的粘结胶。同理,其余各层的碳纤维都要以同样的步骤粘贴。在表面碳纤维粘贴好之后,钢筋混凝土梁的修补部位一定要给予包扎,使之能够起到空气和并且使树脂达到均匀饱满的程度。修补的部位要先使用薄膜包扎好,然后使用致密织物覆盖,最后用尼龙薄膜包裹。注意一定要要密封,同时还要用真空泵抽成抽成一定气压。最后,将梁加热并且养护一天左右。
对于实验结果的比较分析:
(1)破坏模式和裂缝的比较,数据表明,有机粘结胶比无机粘结胶裂缝更多。由于无机粘结胶在裂缝处不能保持足够的粘性,无法使碳纤维和混凝土的粘结达到一定水平,所以就一定程度上阻止了应力的传递,应力的传递时产生裂缝的原因之一。此外,由于混凝土中的裂缝贯穿了碳纤维聚合物,这样一来又促使应力进一步向碳纤维传递。粘性的有机粘结胶使碳纤维和混凝土在每条裂缝附近粘结,应力向邻近的混凝土产生传递效益传递,于是产生的裂缝的越来越多。
(2)承载力提高的比较分析使用无机粘结胶加固后和使用有机粘结胶加固后,二者的加固效果基本相当。对于机粘结胶加固体系来说,随着碳纤维面积的增加单位碳纤维面积上弯矩也同样增加,这就说明了碳纤维板的厚度对于达到更佳的加固效率有着重要的效果。
(3)使用无机粘结胶加固后和使用有机粘结胶加固后,二者开裂刚度的增加基本相当。但是还是可以看到:随着单位面积上开裂刚度的增加,无机粘结胶加固的强度也增加。同时,随着单位碳纤维面积上屈服刚度的增加,无机粘结胶加固强度也在增加,并且明显优于有机粘结胶,这是由于无机粘结胶本身的刚度比有机粘结胶要小。有机粘结胶聚合物加固梁屈服刚度较小是因为在高变形状态下,混凝土与粘结胶之间有着一层较软的交接面。
(4)应力和应变的比较分析在应用无机粘结胶加固后,在粘结胶出现裂缝的时候,此时在碳纤维中出现了关键应力,但是在使用无机粘结胶加固后,碳纤维板和粘结胶已经如果一体,形成聚合物板,那是由于有机粘结胶比无机粘结胶变形能力更强。我们可以推出:无机粘结胶的平均极限剪应力最少应该在有机粘结胶的70%左右。而且无机粘结胶的剪力承载力也同样足够使碳纤维破裂。
3通过实验得到的思考
通过实验的比较分析,能够得出以下思考:
无机粘结胶可以实现高应变的状态下,通过局部剥离,来维持与碳纤维的粘結。碳纤维依然有间隔地保持和混凝土的粘结。基于这个原理,混凝土交接面没有承受到高拉应力。并且保持着受剪承载力,同时还不会失效。但是粘结胶却不允许出现局部粘结失效的状况。而且为了保持变形的协调性,使混凝土承受了很高的变形应力,从而导致了骨料和水泥浆之间的粘结松散,大大降低了交接面的受剪承载力。
在脆性无机粘结胶加固体系中,无机粘结胶的粘结行为和钢筋混凝土中的粘结行为基本上类似,有着异曲同工之妙。由于在裂缝位置附近出现了粘结失效,就导致了碳纤维中的粘结发生了局部的滑移,而这就造成了粘结并不是连续的,中间出现了间隔。基于这个原理很大程度上粘合胶降低了在混凝土中交接面的拉伸变形。如果不出现非常高的应力,一定不会出现完全剥离的现象,因为碳纤维和交接面上的受剪承载力很强。
可以看出,无机粘合胶很好地利用了物理学的传力机理,弥补了自身粘性和抗应力的不足,同时有着具备有机粘合胶不具备的整体性能,在未来的应用中一定有着广泛的前景。同时,还会在不断的应用中逐渐强化技术,扩大范围。有机粘合胶就需要在应用中不但完善传力机制,能够将自己的优势发挥出来。
4结论
无机粘结胶聚合物和有机粘结胶聚合物在增强抗弯力时性能基本一致,而无机粘结胶的应用效果更加明显,破坏更少,受剪承载力更强,因为无机粘结胶有着巨大的应用潜力,所以在应用中需要更多的研究来增强其实践意义。
关键词:无机粘结胶;有机粘结胶;有效应用
由于对修补和修复技术的广泛需求,无机粘结胶聚合物和有机粘结胶聚合物应运而生了,它们具有自重轻、耐腐蚀和应用便捷等优点,为了对他们的应用和性能做出完整的比较,本文对无机粘结胶聚合物和有机粘结胶聚合物在加固钢筋混凝土的应用做了比较分析和研究。
1无机粘结胶和有机粘结胶的概述
1.1有机粘结胶
有机粘结胶是由一种将玻璃纤维和碳纤维相融合的有机聚合物,自重轻、耐腐蚀,操作方便,使用快捷,但是有着一个很大的缺点就是耐久性差,聚合物在紫外线照射下甚至会导致产生老化的现象,有机粘结胶在方面的有着自身的缺点。
1.2无机粘结胶
无机粘结胶是一种低粘性树脂,它能够适用于粘结碳纤维、玻璃纤维等片材或織物。无机粘结胶的预先配制是混合一种铝矽酸盐粉末和一种以水为基础的催化剂。在常温条件下,一般可以可以存放3个小时。作为一种高强度的纤维聚合物,它在钢筋混凝土的粘结上有着广泛的应用,无机粘结胶是具由混合碳纤维、玻璃纤维和钢筋纤维或片材制成的聚合板的力学性能的,而且应用技术非常方便,所有有机粘合技术都是用无机粘结胶。
2无机粘结胶和有机粘结胶应用的实验
大量的实验和研究表明,无机粘接胶和有机粘结胶都有着广泛的应用,为了研究二者的力学性能,以便于能够正确的应用,我们做以下的一个实验,来考察二者的粘性和变形能力:
实验是通过加固钢筋混凝土梁来进行的,实验浇注了8跟梁,跨度为3m,并且分为三部分,三个研究变量是碳纤维的长度、端部锚固长度和加固量。梁分别用不同层的单向碳纤维片材加固,混凝土要严格经过实验室的配置,控制比例和用料,然后通过圆柱台进行试验得到抗压强度,再贴碳纤维之前,一定要先用磨轮将混凝土表面的浮浆皮去掉,并且要将粗糙突出的骨料磨平。然后,要对混凝土的表面进行喷砂和并且用热水洗,最后再进行晾干。然后用无机粘结胶将表面找平,直到自然干燥并且具有粘性为止。与此同时,对于碳纤维要使用树脂浸渍,同理直到自然干燥并且具有粘性为止。然后再将粘结胶刷在表面上,随后要立即将浸渍好的碳纤维贴上。在贴碳纤维的过程中一定要反复滚压以去除多余的粘结胶。同理,其余各层的碳纤维都要以同样的步骤粘贴。在表面碳纤维粘贴好之后,钢筋混凝土梁的修补部位一定要给予包扎,使之能够起到空气和并且使树脂达到均匀饱满的程度。修补的部位要先使用薄膜包扎好,然后使用致密织物覆盖,最后用尼龙薄膜包裹。注意一定要要密封,同时还要用真空泵抽成抽成一定气压。最后,将梁加热并且养护一天左右。
对于实验结果的比较分析:
(1)破坏模式和裂缝的比较,数据表明,有机粘结胶比无机粘结胶裂缝更多。由于无机粘结胶在裂缝处不能保持足够的粘性,无法使碳纤维和混凝土的粘结达到一定水平,所以就一定程度上阻止了应力的传递,应力的传递时产生裂缝的原因之一。此外,由于混凝土中的裂缝贯穿了碳纤维聚合物,这样一来又促使应力进一步向碳纤维传递。粘性的有机粘结胶使碳纤维和混凝土在每条裂缝附近粘结,应力向邻近的混凝土产生传递效益传递,于是产生的裂缝的越来越多。
(2)承载力提高的比较分析使用无机粘结胶加固后和使用有机粘结胶加固后,二者的加固效果基本相当。对于机粘结胶加固体系来说,随着碳纤维面积的增加单位碳纤维面积上弯矩也同样增加,这就说明了碳纤维板的厚度对于达到更佳的加固效率有着重要的效果。
(3)使用无机粘结胶加固后和使用有机粘结胶加固后,二者开裂刚度的增加基本相当。但是还是可以看到:随着单位面积上开裂刚度的增加,无机粘结胶加固的强度也增加。同时,随着单位碳纤维面积上屈服刚度的增加,无机粘结胶加固强度也在增加,并且明显优于有机粘结胶,这是由于无机粘结胶本身的刚度比有机粘结胶要小。有机粘结胶聚合物加固梁屈服刚度较小是因为在高变形状态下,混凝土与粘结胶之间有着一层较软的交接面。
(4)应力和应变的比较分析在应用无机粘结胶加固后,在粘结胶出现裂缝的时候,此时在碳纤维中出现了关键应力,但是在使用无机粘结胶加固后,碳纤维板和粘结胶已经如果一体,形成聚合物板,那是由于有机粘结胶比无机粘结胶变形能力更强。我们可以推出:无机粘结胶的平均极限剪应力最少应该在有机粘结胶的70%左右。而且无机粘结胶的剪力承载力也同样足够使碳纤维破裂。
3通过实验得到的思考
通过实验的比较分析,能够得出以下思考:
无机粘结胶可以实现高应变的状态下,通过局部剥离,来维持与碳纤维的粘結。碳纤维依然有间隔地保持和混凝土的粘结。基于这个原理,混凝土交接面没有承受到高拉应力。并且保持着受剪承载力,同时还不会失效。但是粘结胶却不允许出现局部粘结失效的状况。而且为了保持变形的协调性,使混凝土承受了很高的变形应力,从而导致了骨料和水泥浆之间的粘结松散,大大降低了交接面的受剪承载力。
在脆性无机粘结胶加固体系中,无机粘结胶的粘结行为和钢筋混凝土中的粘结行为基本上类似,有着异曲同工之妙。由于在裂缝位置附近出现了粘结失效,就导致了碳纤维中的粘结发生了局部的滑移,而这就造成了粘结并不是连续的,中间出现了间隔。基于这个原理很大程度上粘合胶降低了在混凝土中交接面的拉伸变形。如果不出现非常高的应力,一定不会出现完全剥离的现象,因为碳纤维和交接面上的受剪承载力很强。
可以看出,无机粘合胶很好地利用了物理学的传力机理,弥补了自身粘性和抗应力的不足,同时有着具备有机粘合胶不具备的整体性能,在未来的应用中一定有着广泛的前景。同时,还会在不断的应用中逐渐强化技术,扩大范围。有机粘合胶就需要在应用中不但完善传力机制,能够将自己的优势发挥出来。
4结论
无机粘结胶聚合物和有机粘结胶聚合物在增强抗弯力时性能基本一致,而无机粘结胶的应用效果更加明显,破坏更少,受剪承载力更强,因为无机粘结胶有着巨大的应用潜力,所以在应用中需要更多的研究来增强其实践意义。