人類文明,留下來很多遺存,其中大多數(shù)以建筑的形式,比如埃及的金字塔、希臘的神殿、法國盧浮宮、中國長城、故宮等。這些都是世界聞名的古建筑,是當(dāng)時文化的結(jié)晶,是人類文明的珍貴財(cái)產(chǎn)。當(dāng)然,不同的地區(qū)的人類,其重點(diǎn)也不一樣。埃及和古希臘以石頭為主,而中國主要是磚木為主。但這些歷史遺存的建筑物,年代久遠(yuǎn),受寒暑風(fēng)雨侵蝕、以及其他天災(zāi)人禍,需要修復(fù)。
對于古建筑的修復(fù),按照修舊如舊的原則,盡量使用原有的材料,切忌不能改變原有的面貌。但傳統(tǒng)材料的的性能可能存在一些局限性,如強(qiáng)度不足、耐腐蝕耐候性差等。因此,一些新的材料也會在古建筑修復(fù)中得到應(yīng)用。其中碳纖維材料因?yàn)閺?qiáng)度高、模量大、密度輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),在古建筑修復(fù)中逐漸得到應(yīng)用。
在古建筑修復(fù)中,在一些強(qiáng)度需要加強(qiáng)的地方,傳統(tǒng)上是利用鋼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)。碳纖維材料的抗拉強(qiáng)度和彈性模量要比普通的鋼材高,能夠有效提高建筑物的結(jié)構(gòu)的承載力、剛度與抗震性能,這是碳纖維材料能夠用于古建筑加固的基礎(chǔ)。而且鋼材容易銹蝕,但碳纖維材料不會。
目前碳纖維材料用于建筑加固和修復(fù)的方法有兩種,一種是碳布修復(fù),一種是碳板。碳纖維布是由大量碳纖維束絲編織而成的,是一種延展性材料,碳纖維布和環(huán)氧樹脂配套使用,粘貼于建筑物的墻體、立柱表面,可以很好的提高強(qiáng)度。碳板是碳纖維使用拉擠工藝生產(chǎn)的板材,厚度和寬度根據(jù)不同的應(yīng)用場合有所不同,碳板配合錨具、環(huán)氧樹脂使用,多用于橋梁,使用時通過錨具施加以一定的預(yù)應(yīng)力,托起橋面。
碳纖維材料加固示例1
碳纖維材料加固示例2
碳纖維材料加固示例3
碳纖維材料加固示例4
碳布和碳板在建筑加固、修復(fù)的應(yīng)用中各有特點(diǎn),其中碳布的應(yīng)用更為廣泛。這是因?yàn)樘疾际且环N延展性材料,即使墻面不是平的,也可以在墻面進(jìn)行鋪敷。歷史建筑的加固都必須遵從保存歷史原貌的原則。碳纖維布質(zhì)量輕、易施工,不對結(jié)構(gòu)造成二次傷害,且基本不增加結(jié)構(gòu)自重,對于歷史文物建筑加固是非常理想的加固方法。能夠完美遵從“修舊如舊、保存現(xiàn)狀”的修繕原則。
國內(nèi)的古建筑多為磚木結(jié)構(gòu),磚木結(jié)構(gòu)由于自身的弱點(diǎn)往往面臨著抗震能力不足的問題,對于木質(zhì)結(jié)構(gòu)來說,由于受荷時間較長,且長期經(jīng)受風(fēng)雨侵蝕,于柱根部很容易發(fā)生腐蝕。而碳纖維材料,就更加適合。碳纖維布粘貼于墻體之上,具有很好的抗震性能。即使當(dāng)?shù)卣饋砼R時,碳纖維布將會連接墻體作為整體吸收地震釋放的能量,延緩房屋的倒塌,為人們爭取更多的逃生時間。碳纖維布與配套使用的環(huán)氧樹脂膠均具有耐腐性,復(fù)合后對木質(zhì)結(jié)構(gòu)既能加固又能使其長期遠(yuǎn)離腐蝕。
有報道,北京故宮的維修中就使用碳纖維復(fù)合材料,例如慈寧宮七架梁為了解決擾度過大的問題,就使用碳纖維復(fù)合材料,取得良好的效果。
而南京大報恩寺在維修過程中,“御制大報恩寺左碑”和“御制大報恩寺右碑”兩座石碑的維修也使用了碳纖維復(fù)合材料。
美齡宮,又名“國民政府主席官邸”,位于南京市玄武區(qū)鐘山風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi),從空中看,美輪美奐。
在2012年12月開始的維修中采用了傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代工藝的結(jié)合。傳統(tǒng)工藝體現(xiàn)在屋面施工、彩畫繪制、局部木門扇修復(fù)等方面。新工藝主要用于鋼門窗、室內(nèi)外地面,在美齡宮結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)施工中全程提供碳纖維布、結(jié)構(gòu)膠、錨栓等加固材料。在2012年12月開始的維修中采用了傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代工藝的結(jié)合。傳統(tǒng)工藝體現(xiàn)在屋面施工、彩畫繪制、局部木門扇修復(fù)等方面。新工藝主要用于鋼門窗、室內(nèi)外地面,在美齡宮結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)施工中全程提供碳纖維布、結(jié)構(gòu)膠、錨栓等加固材料。
澳盛科技是專業(yè)于碳纖維復(fù)合材料開發(fā)、生產(chǎn)的公司,具備多年生產(chǎn)加固用碳纖維布、拉擠碳板及配套材料的經(jīng)驗(yàn)。
碳布:
澳盛碳布力學(xué)性能指標(biāo)
產(chǎn)品型號
強(qiáng)度級別
克重 (g/㎡)
理論厚度 (mm)
抗拉強(qiáng)度 (MPa)
彈性模量(GPa)
伸長率(%)SHB
Ⅰ-200
高強(qiáng)Ⅰ級
200
0.111
≥3400
≥2.3×105
≥1.6
Ⅰ-300
高強(qiáng)Ⅰ級
300
0.167
≥3400
≥2.3×105
≥1.6
Ⅱ-200
高強(qiáng)Ⅱ級
200
0.111
≥3000
≥2.0×105
≥1.5
Ⅱ-300
高強(qiáng)Ⅱ級
300
0.167
≥3000
≥2.0×105
≥1.5
拉擠碳板:常規(guī)規(guī)格:1.2mm、1.4mm,并定制1-5mm。
澳盛碳纖維板材性能指標(biāo)
其他指標(biāo)
伸長率
≥1.4%
壓縮強(qiáng)度
≥80MPa
彎曲強(qiáng)度
≥58MPa(非脆性破壞)
鋼-鋼拉伸抗剪切強(qiáng)度
≥23MPa
與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度
≥3.2MPa(混凝土內(nèi)聚破壞)
熱變形溫度
≥55℃
這篇小文寫完,看到巴黎圣母院大火,甚為可惜!維修如果用碳纖維加固,效果更好!
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