事加固行業的你一定聽過“抗拉強度”這個專業術語,抗拉強度在一定程度上反映着加固材料在結構中(zhōng)能(néng)夠起到的加固效果。結構加固中(zhōng),粘貼鋼闆與粘貼纖維複合材料已成為(wèi)使用(yòng)最多(duō)的加固工(gōng)藝,在對比二者時,經常會提到碳纖維布的抗拉強度能(néng)夠達到鋼闆的8-10倍。事實上,二者在抗拉強度的問題上存在較大的差異,而這又(yòu)經常會引起人們的忽略。
金屬材料的抗拉強度
說起金屬材料的抗拉強度,就不得不提到金屬材料發生破壞時的過程。金屬材料例如粘鋼加固中(zhōng)用(yòng)到的鋼闆,發生破壞時會經曆四個階段,分(fēn)别為(wèi)彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段。
彈性階段:随着荷載增加,應變随應力呈正比增加,即材料實際變形與受力存在正比例的關聯。卸去荷載後,試件恢複原狀,表現為(wèi)彈性變形。在彈性階段内應力與應變的比值為(wèi)一常量,這一常量就是該金屬材料的彈性模量。
屈服階段:當荷載進一步增加達到材料屈服點後,金屬材料應力與應變将不再呈現比例變化,變形迅速發展,金屬材料達到屈服極限時所受到的拉應力,即為(wèi)屈服強度。發生屈服的金屬材料盡管尚未破壞但已不能(néng)滿足使用(yòng)要求,因此設計中(zhōng)一般以金屬材料的屈服強度作(zuò)為(wèi)強度計算的取值依據。
強化階段:金屬材料屈服後,拉力會重新(xīn)有(yǒu)所增加,抵抗塑性變形的能(néng)力會重新(xīn)提高,稱為(wèi)強化階段。
頸縮階段:材料變形迅速增大,應力反而下降,薄弱處材料截面顯著縮小(xiǎo),産(chǎn)生“頸縮現象”,直至斷裂。而金屬材料在這個階段承受的最大拉應力就是它的抗拉強度。
碳纖維複合材的抗拉強度
除了鋼闆外,碳纖維複合材料也是結構加固中(zhōng)常用(yòng)到的材料。上面提到金屬材料破壞會經曆四大階段,而碳纖維布并非金屬材料的範疇,因此并不具(jù)備金屬材料的破壞特征。碳纖維布從受力至破壞的過程中(zhōng),一直處于彈性階段,其最終破壞時受到的最大拉應力即為(wèi)抗拉強度。
而對于碳纖維闆,由碳纖維原絲浸漬樹脂拉擠成型的另一種碳纖維複合材來說,受力過程中(zhōng)同樣處于彈性階段。而碳纖維闆受加工(gōng)工(gōng)藝影響,抗拉強度會存在較大的差異,目前來看,碳纖維闆通過制作(zuò)工(gōng)藝的不斷完善,能(néng)夠充分(fēn)發揮碳纖維闆中(zhōng)每一根原絲的強度,做到行業内唯一一家3200MPa“爆炸式破壞”。
抗拉強度的細節差異,也令加固材料在實際加固中(zhōng)的表現不同。當基材混凝土達到抗拉強度發生破壞退出工(gōng)作(zuò)後,在荷載不斷加大的過程中(zhōng),由于鋼闆存在較大的變形,因此相對于碳纖維複合材,破壞預兆要相對強烈些。除此之外,高抗拉強度還需要足夠的截面面積才能(néng)對承載力起到有(yǒu)效地提升,在結構加固中(zhōng)需要引起注意。