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OLG 碳纤维是含碳量高于90%的无机高分子纤维,其中含碳量高于99%的称石墨纤维,碳纤维的微观结构类似人造石墨,是乱层石墨结构。
碳纤维各层面间的间距约为3.39到3.42A,各平行层面间的各个碳原子,排列不如石墨那样规整,层与层之间借范德华力连接在一起。
通常也把碳纤维的结构看成由两维有序的结晶和孔洞组成,其中孔洞的含量,大小和分布对碳纤维的性能影响较大。
当孔隙率低于某个临界值时,孔隙率对碳纤维复合材料的层间剪切强度,弯曲强度和拉伸强度无明显的影响,有些研究指出,引起材料力学性能下降的临界孔隙率是1%-4%,孔隙体积含量在0-4%范围内时,孔隙体积含量每增加1%,层间碳纤维布胶剪切强度大约降低7%,通过对碳纤维环氧树脂和碳纤维双马来亚胺树脂层压板的研究看出,当孔隙率超过0.9%时,层间剪切强度开始下降,由试验得知,孔隙主要分布在纤维束之间和层间界面处,并且孔隙含量越高,孔隙的尺寸越大,并显著降低了层合板中层间界面的面积,当材料受力时,易沿层间破坏,这也是层间剪切强度对孔隙相对敏感的原因,另外孔隙处是应力集中区,承载能力弱,当受力时,孔隙扩大形成长裂纹,从而遭到破坏。
即使两种具有相同孔隙率的层压板(在同一养护周期运用不同的预浸方法和制造方式),它们也表现处完全不同的力学行为,力学性能随孔隙率的增加而下降的具体数值不同,碳纤维布胶OLG表现为孔隙率对力学性能的影响离散性大且重复性差,由于包含大量可变因素,孔隙对复合材料层压板力学性能的影响是个很复杂的问题,这些因素包含:孔隙的形状,尺寸,位置,纤维,基体和界面的力学性能,静态或者动态的荷载。
相对于孔隙率和孔隙长宽比,孔隙尺寸,分布对力学性能的影响更大些,并发现大的孔隙(面积>0.03mm2)对力学性能有不利影响,这归因于孔隙对层间富胶区的裂纹扩展的产生影响。
碳纤维加固包括碳纤维布加固和碳纤维板加固两种,碳纤维材料用于混凝土结构加固修补的研究始于80年代美,日等发达国家,我国的这项技术起步很晚,但随着我国经济建设和交通事业的飞速发展,现有建筑中有相当一部分由于当时设计荷载碳纤维布胶标准低造成历史遗留问题,一些建筑由于使用功能的改变,难以满足当前规范使用的需求,亟需进行维修,加固,目前常用的加固方法有很多,如:加大截面法,外包钢加固法,粘钢加固法,碳纤维加固法等,碳纤维加固修补结构技术是继加大混凝土截面,粘钢之后的又一种新型的结构加固技术。
技术标准。
国内最早通过的规范是2003年《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》,其编号为CECS146:2003,已经被最新的国家标准规范2006《混凝土结构加固设计规范》代替,其编号为GB50367-2006.碳纤维加固最近的国标是《结构加固修复用碳纤维片材》GB/T20490-2008,08年10月1日起执行。
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