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碳纖維在土木建筑中的應(yīng)用

來(lái)源:233網(wǎng)校 2008-04-08 10:10:00

二建市政工程復(fù)習(xí)第一步需要精細(xì)學(xué)習(xí)教材知識(shí)點(diǎn),這是基礎(chǔ)。看一下各章所占分值,就知道復(fù)習(xí)時(shí)重點(diǎn)把握哪些章,形式完整的知識(shí)體系,對(duì)比學(xué)習(xí),就容易掌握重點(diǎn);剔出重點(diǎn)后,再經(jīng)過(guò)分析整理,拿下各章重難考點(diǎn),就比較容易了。點(diǎn)擊聽(tīng)課,進(jìn)入備考>>

    碳纖維及其復(fù)合材料是伴隨著軍工事業(yè)的發(fā)展而成長(zhǎng)起來(lái)的新型材料,屬于高新技術(shù)產(chǎn)品,具有高比強(qiáng)度,高比模量,耐高溫,耐腐蝕,耐疲勞,抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等一系列優(yōu)異性能,它既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷,又可作為功能材料發(fā)揮作用。因此其近年來(lái)發(fā)展十分迅速,在航空、航天、汽車、環(huán)境工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運(yùn)動(dòng)器材等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

    在土木建材領(lǐng)域中,水泥的用量最大,但水泥有脆性大、抗拉強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。為了改善這些弊端,人們利用碳纖維的力學(xué)特性,用混凝土或水泥做基體制成碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。由于碳纖維和芳綸纖維等其有強(qiáng)度高、模量大、比重小、耐堿腐蝕,對(duì)人畜無(wú)害等特點(diǎn),在土木建筑應(yīng)用中日益受到人們的青睞。目前,形成五大應(yīng)用熱點(diǎn)。

    一、碳纖維增強(qiáng)混凝土。碳纖維增強(qiáng)混凝土指的是短纖維或長(zhǎng)纖維增強(qiáng)的混凝土材料。它主要用作高層建筑的外墻墻板。碳纖維增強(qiáng)混凝土的主要特征為;具有普通增強(qiáng)型混凝土所不具備的優(yōu)良機(jī)械性能、防水滲透性能、耐自然溫差性能,在強(qiáng)堿環(huán)境下具有穩(wěn)定的化學(xué)性能、持久的機(jī)械強(qiáng)度和尺寸的穩(wěn)定性。用碳纖維取代鋼筋,可消除鋼筋混凝土的鹽水降解和劣化作用,使建筑構(gòu)件重量減輕,安裝施工方便,縮短建筑工期。碳纖維還具有震動(dòng)阻尼特性,可吸收震動(dòng)波,使防地震能力和抗彎強(qiáng)度提高十幾倍。短切碳纖維增強(qiáng)水泥所用碳纖維的長(zhǎng)度為3、6mm,細(xì)度或?qū)挾确秶?~20m,抗拉強(qiáng)度范圍在 0.5~0.8gpa.

    二、復(fù)合材料棒材。建材工業(yè)中最廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料有鋼材和中碳鋼增強(qiáng)混凝土,鋼材的腐蝕會(huì)導(dǎo)致建筑物的災(zāi)難性破壞。碳纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料棒材便成為人們開(kāi)發(fā)出替代建材用鋼材的新型高性能建材的重要品種。混凝土增強(qiáng)用碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料棒材最近在美國(guó)已經(jīng)商品化。復(fù)合材料棒材不腐蝕、不導(dǎo)電,重量是鋼材的1/4,熱膨脹系數(shù)與鋼材比較更接近混凝土,價(jià)格大約比環(huán)氧涂覆保護(hù)的鋼材貴20%左右。使用復(fù)合材料棒材增強(qiáng)比使用中碳元鋼增強(qiáng),其彎曲強(qiáng)度增加。復(fù)合材斜棒材和水泥的粘結(jié)強(qiáng)度比元鋼和水泥的粘結(jié)強(qiáng)度高約50%.因此它可以在海堤、造紙廠、化工廠、高速公路護(hù)欄、房屋地基和橋梁等易腐蝕場(chǎng)合使用。

    三、纖維增強(qiáng)膠接層板。纖維增強(qiáng)膠接層板是在木板的一面或二面膠粘一層或二層纖維增強(qiáng)膠接層板,以承受拉伸或壓縮載荷。纖維增強(qiáng)膠接層板制造技術(shù)的關(guān)鍵是纖維增強(qiáng)層板和木板之問(wèn)的應(yīng)變匹配。纖維增強(qiáng)膠接層板表面的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板具有良好的阻燃性能,一般采用拉擠工藝制備。所使用的增強(qiáng)材料為混雜的碳纖維和其它纖維(玻璃纖維),基體為環(huán)氧樹(shù)脂體系。由于使用纖維增強(qiáng)膠接層板比使用鋼桁架的天花板系統(tǒng)價(jià)格低8%,比使用傳統(tǒng)木桁架價(jià)格低25%,以及可明顯減少重量和減少木材的需求,纖維增強(qiáng)膠接層板目前發(fā)展很快,應(yīng)用日趨廣泛。

市政三部分知識(shí)內(nèi)容分析:第一部分是技術(shù)部分,本部分是通過(guò)建造師考試的基礎(chǔ),歷年真題考題分值占比60%。需要了解具體施工的一些工法,道路工程、橋梁工程、城市軌道交通、城市軌道交通工程、城鎮(zhèn)水處理施工、給排水管道、供熱管道、燃?xì)夤艿馈⒐艿拦こ藤|(zhì)量檢查與驗(yàn)收、城市垃圾填埋,10大類施工技術(shù)及工法都要摸清楚。第二部分是管理部分,本部分是通過(guò)建造師考試的關(guān)鍵,歷年真題考題分值占比37%。這部分內(nèi)容每年在考試案例題目的考查中占到大部分分值,而這部分內(nèi)容跟公共課中的施工管理科目關(guān)聯(lián)性比較大,所以施工管理科目+市政實(shí)務(wù)搭配著學(xué)習(xí),也就相當(dāng)于給市政實(shí)務(wù)科目打了基礎(chǔ)。第三部分是相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn),這部分內(nèi)容大家沒(méi)有必要花費(fèi)太多時(shí)間,考題分值占比3%,通讀一遍教材完全掌握。點(diǎn)擊聽(tīng)課,進(jìn)入備考>>

    四、碳纖維復(fù)合材料片。碳纖維復(fù)合材料片是采用常溫固化的熱固性樹(shù)脂(通常是環(huán)氧樹(shù)脂)將定向排列的碳纖維束粘結(jié)起來(lái)制成的薄片。把這種薄片按照設(shè)計(jì)要求,貼在結(jié)構(gòu)物被加固的部位,充分發(fā)揮碳纖維的高拉伸模量和高拉伸強(qiáng)度的作用,來(lái)修補(bǔ)加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物。日本、美國(guó)、英國(guó)將該材料用于加固震后受損的鋼筋混凝土橋板,增強(qiáng)石油平臺(tái)壁及耐沖擊性能的許多工程上,獲得了突破性進(jìn)展。碳纖維復(fù)合材料片具有輕質(zhì)(比重是鐵的1/4~1/5),拉伸模量比鋼高 10倍以上,耐腐蝕性能優(yōu)異,可以手糊,工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。因此,碳纖維復(fù)合材料片在修補(bǔ)加固已劣化的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物(約束裂紋發(fā)展、防止混凝土削落)和提高結(jié)構(gòu)物耐力以及對(duì)用舊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的補(bǔ)強(qiáng)、加固應(yīng)用將越來(lái)越多。

    五、其它應(yīng)用。短碳纖維還可以以下幾種形式應(yīng)用于土木建筑領(lǐng)域:
     ①制作簾墻板(非承重墻),是一種具有優(yōu)良耐老化性和突出機(jī)械特性的輕量板,可應(yīng)用于高層建筑和海邊耐腐蝕建筑。
     ②防水房頂涂層,將碳纖維水泥混合物用于涂覆平坦的房頂,作為耐風(fēng)化和不透水的表面,且此涂層表面外觀優(yōu)美。
     ③電磁屏蔽板和導(dǎo)電板,由于碳纖維的高導(dǎo)電性,可消除來(lái)自大氣的放電和雷擊的靜電。
     ④墻和防腐蝕涂層、耐磨鋪地材料、耐化學(xué)腐蝕性地板。

    碳纖維在土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用還是一個(gè)新的技術(shù)。過(guò)去因碳纖維的價(jià)格高、產(chǎn)量少,在航空航天領(lǐng)域以外的應(yīng)用有一定難度,但近年來(lái)碳纖維的應(yīng)用越來(lái)越多,并隨產(chǎn)量的增加而使成本下降。與傳統(tǒng)方式相比,在土木建筑領(lǐng)域中應(yīng)用碳纖維,雖然纖維強(qiáng)化材料的價(jià)格較高,但綜合材料成本、施工成本、使用成本,就比較相近了;在施工結(jié)果的防腐性、輕量化方面,纖維增強(qiáng)材料更好,這樣就拓展了高性能纖維的應(yīng)用領(lǐng)域。

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二級(jí)建造師市政工程科目單項(xiàng)選擇題20題,每題1分,共計(jì)20分;多項(xiàng)選擇題10題,每題2分,共計(jì)20分;案例分析題共80分,總計(jì)120分。大家根據(jù)233網(wǎng)校老師講課中的章節(jié)重難點(diǎn)指引,看最新教材進(jìn)行預(yù)習(xí),再來(lái)聽(tīng)精講班老師解讀教材考點(diǎn),聽(tīng)課時(shí)就不會(huì)一頭霧水,思路會(huì)比較清晰,也容易掌握各個(gè)考點(diǎn)。點(diǎn)擊聽(tīng)課,進(jìn)入備考>>

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