混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今建筑行業(yè)中的主要結(jié)構(gòu)形式。無(wú)論在水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、道路橋涵、海港碼頭等工程項(xiàng)目中,都離不開(kāi)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)幾十年的基本建設(shè)后,我國(guó)已有建筑物的維修、改造和加固成為亟須解決的問(wèn)題之一。
我國(guó)大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)物,隨著使用期的增長(zhǎng),運(yùn)行條件的變動(dòng),自然環(huán)境的影響以及原有設(shè)計(jì)和施工中存在的問(wèn)題,導(dǎo)致工程功能衰竭或喪失,影響工程的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。對(duì)于這些出現(xiàn)問(wèn)題的結(jié)構(gòu),實(shí)際情況并不允許將其全部推倒重建,而只能采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施,進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固與處理,使這些結(jié)構(gòu)仍能滿足人們對(duì)建筑物安全性、適用性和耐久性的要求,繼續(xù)為社會(huì)服務(wù)。
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目前,我國(guó)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固方法,較多采用一些常規(guī)的加固方法,如體外預(yù)應(yīng)力加固法、增大截面加固法、粘貼鋼板加固法等。這些傳統(tǒng)的加固方法存在耐腐蝕性差、構(gòu)件自重較大、對(duì)原結(jié)構(gòu)影響大及施工難度大等缺點(diǎn)。為此,需要新材料、新工藝用于補(bǔ)強(qiáng)加固工程。近幾年來(lái),隨著新材料的開(kāi)發(fā)和利用,芳綸纖維(AFRP)等聚合物纖維材料開(kāi)始應(yīng)用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固領(lǐng)域。
芳綸纖維(AramidFiberReinforcedPlastics,AFRP)補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)是用樹(shù)脂類黏結(jié)材料將芳綸纖維布粘接于混凝土構(gòu)件表面,借助芳綸纖維良好的抗拉強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度,從而使結(jié)構(gòu)及構(gòu)件得到加固補(bǔ)強(qiáng)。該技術(shù)通常以混凝土橋面板、墩、梁、柱、煙囪以及隧道內(nèi)襯為對(duì)象進(jìn)行構(gòu)件的抗彎補(bǔ)強(qiáng)、抗剪補(bǔ)強(qiáng),防止混凝土開(kāi)裂、剝落等。 本文來(lái)自123
芳綸纖維補(bǔ)強(qiáng)加固方法所用的樹(shù)脂材料包括基底樹(shù)脂(FP)、整平樹(shù)脂(FE)和浸漬樹(shù)脂(FR)?;讟?shù)脂涂布在結(jié)構(gòu)體表面,確?;炷僚c纖維布及浸漬樹(shù)脂之間有高度的黏結(jié)力。整平樹(shù)脂是用于修補(bǔ)底表處理時(shí)未能修復(fù)的混凝土表面氣孔等。浸漬樹(shù)脂的作用是將纖維布浸透,與基底樹(shù)脂粘結(jié),同時(shí)使纖維布硬化?;讟?shù)脂和浸漬樹(shù)脂同為常溫硬化型,可根據(jù)施工條件(溫度、硬化時(shí)間、混凝土表面狀況等)來(lái)選擇最佳種類。
芳綸纖維作為一種加固材料,與普通混凝土的線膨脹系數(shù)相近,這就保證了不會(huì)由于溫度變化而引起兩者之間的粘接破壞。對(duì)混凝土表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚ù蚰ァ⑶逑?、刷底涂)以后再粘貼芳綸纖維,可以保證兩者之間有良好的黏結(jié)力。芳綸纖維加固技術(shù)除了具有良好的材料性能和廣泛的適用范圍外,與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比,還具有以下優(yōu)點(diǎn):材料的搬運(yùn)安置無(wú)需重型機(jī)械。即使材料運(yùn)輸通道受限或場(chǎng)地條件惡劣,在狹小作業(yè)空間內(nèi)也可施工。作業(yè)工種少。施工作業(yè)不必多工種,無(wú)需專業(yè)技術(shù)人員,只需少數(shù)人,可以高效施工。與形狀變化混凝土結(jié)構(gòu)的黏和性好,對(duì)有曲線、斷面變化的復(fù)雜形狀的建筑物的補(bǔ)強(qiáng)容易進(jìn)行,比較適合形狀和斷面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。完工后結(jié)構(gòu)增加荷載少,加固后不會(huì)對(duì)補(bǔ)強(qiáng)建筑或基礎(chǔ)產(chǎn)生附加荷載。補(bǔ)強(qiáng)后斷面形狀幾乎不變,可以最大限度地利用空間,滿足限界要求。絕緣性好,消除了有電引起的安全隱患,對(duì)鄰近電磁波不會(huì)產(chǎn)生干擾。物理性能穩(wěn)定,耐腐蝕性好,對(duì)加固構(gòu)件不需進(jìn)行特別防護(hù)處理,容易維護(hù)管理。另外,芳綸纖維片材成品為卷材,可以根據(jù)需要任意裁剪,也可以用于特種結(jié)構(gòu)中環(huán)狀構(gòu)件、殼體、球體、拱等多種結(jié)構(gòu)形狀及曲面的加固。 123456
芳綸纖維技術(shù)以其強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、施工便捷等優(yōu)良特性受到工程界的普遍關(guān)注,是極具發(fā)展?jié)摿Φ氖┕し椒?,日本已逐步將其用于?shí)際工程中,并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
在我國(guó),芳綸纖維技術(shù)還未受到人們的廣泛關(guān)注,同時(shí)由于該項(xiàng)技術(shù)涉及到鋼筋混凝土強(qiáng)度理論,芳綸纖維物理力學(xué)性能與組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及抗震性能這3個(gè)學(xué)科領(lǐng)域,故對(duì)其加固機(jī)理,抗震性能方面還有待進(jìn)一步研究。但隨著芳綸纖維材料的國(guó)產(chǎn)化及其價(jià)格的降低,芳綸纖維補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)必將在我國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固工程中發(fā)揮重要的作用。