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复合材料加固中纤维材料的选择

文章来源:新意玻璃钢 已有次个人浏览并咨询 打印 发表时间:2014-08-13 08:58

在我国,各类桥梁及房屋建筑结构的维修、加固、改造已经成为建设工程的侧重点。目前国内常用的加固方法主要有纤维布复合材料加固、粘钢板、扩大截面等方法,其中FRP复合材料加固法具有非常明显的优势,并且具有良好的经济效益,在结构工程中得到了广泛的应用。

FRP复合材料法加固的特点:①高强度、高弹模,厚度薄、重量轻;②材料可任意长度,任意交叉,适应任意曲面和任意形状结构;③耐腐蚀,抗疲劳性能好;④施工简便,与混凝土结合密实;⑤材料防潮要求严格,且不宜加固节点区域。

在目前的FRP材料加固市场中,碳纤维占的比例最多。碳纤维是一种导电、易发生脆性破坏的材料,可以承受很大的静载,但在绝缘性要求很高的电气化铁路、地铁及隧道工程中,不宜采用;同为高强高弹模的芳纶纤维不存在这样的局限,能经常承受冲击载荷,芳纶纤维的极限破坏形式为塑性破坏,而且还是它的优势所在,其在抗剪方面也有很大的优势,在加固墩子时一般也是利用它优异的抗剪性能,但芳纶纤维在裁剪时须用专门的陶瓷剪刀。

FRP复合材料的选择

1、在高碱度和高潮湿度的地区,宜选择碳纤维复合材料,不宜选择玻璃纤维复合材料;在温度变化较大的地区,玻璃纤维的热膨胀系数与混凝土相似,宜选择玻璃纤维;玻璃纤维和芳纶纤维是良好的绝缘体,而碳纤维是可导电体,为避免钢筋的潜在电流腐蚀,碳纤维材料不应与钢筋直接接触。

2、对于经常承受冲击或振动荷载的结构,应优先选择芳纶纤维和玻璃纤维复合材料,它们的韧性、抗冲击性能都比碳纤维复合材料好;对于要求耐蠕变和疲劳的结构,应优先选择碳纤维复合材料,碳纤维材料耐蠕变和疲劳的能力比芳纶纤维和玻璃纤维材料好得多。

3、保护层的厚度和类型应根据FRP复合材料的要求选择。对环境的抗力(如潮湿、温度、冲击、曝晒等)、施工现场抗力、人为破坏的抗力等,应采取有效的保护措施,以免使FRP复合材料的力学性能减退。保护层通常采用两种方法:①在FRP复合材料外加厚树脂胶层,提供有弹性的保护层;②在FRP复合材料外粉抹一层高强水泥砂浆,保护FRP复合材料不受损害。