常規方法在工程實踐中被大量采用,但某些情況下,這些方法自身所存在的某些局限性,使得它們不能滿足一些耐久性和美觀方面的需求,或是受到施工條件的制約而無法實施。近年來出現的一些新加固技術,如粘貼纖維復合材料加固法、鋼絲網水泥砂漿加固法、纖維材料的嵌入式加固法等,這些技術從一開始引進和出現在國內,就以它們優異的性能、特點和加固效果得到了工程界的關注和青睞.下面著重介紹粘貼纖維復合材料加固法:
纖維材料(FRP)加固修補土建結構技術是為了突破傳統方法的局限性而產生的一項新技術。它興起于八十年代末到九十年代初的發達國家,由于其優點多,效果明顯,在日美韓歐洲等國家和地區得到了大量的推廣,目前在加固修補技術領域已成為廣泛使用的一項技術,并已完全產業化。按纖維材料的不同,可分為玻璃纖維材料﹑碳纖維材料和阿拉米德材料。其中又以碳纖維材料CFRP具代表性,其性能特點主要有以下幾個方面:
(1)具有良好的物理力學性能:其抗拉強度為普通鋼材的10 倍以上,彈性模量相當于普通鋼材的1.1~2.4 倍;而且纖維片材重量輕,比重僅為鋼材的1/ 4 ;厚度小,一般片材增強層厚度在0.1mm~0.2mm
之間,因此基本上不增加結構截面尺寸和自重。
(2)現場施工方便:沒有濕作業和明火施工,占用場地小,也不需要大型施工機具,因此施工方便、工效高、施工質量容易得到保障。
(3)使用范圍廣:可用于梁、板、柱及橋梁、隧道、煙囪等多種結構的加固補強。特別是在曲面殼體和復雜節點的加固中,具有其它加固方式無法比擬的優勢,與混凝土的有效接觸面積可達100 %。
(4)具有良好的耐久性和耐腐蝕、抗磁性等性能特點。
該材料技術用于土建結構加固始于上世紀80 年代中期。1991年歐洲首先用CFRP完成了國際上第一座橋梁加固后,該項技術便在世界上迅速推廣,特別是在上世紀90 年代中期日本阪神大地震后的重建過程中,該項技術得到了大量的應用。我國在該領域的研發工作從1997 年開始起步, 98年才開始實際的工程應用。至目前為止,國內已有近十個科研院所、十余所高校對其技術性能進行研究,取得了大量的科研成果。由國家冶金建筑研究總院、清華大學等單位所承擔的國家“九五”重點科技攻關項目《碳纖維材料加固修復混凝土結構技術研究開發與應用》的系列科技成果已于2001 年通過國家鑒定,并編制了中國工程建設標準化協會標準《碳纖維片材加固修復混凝土結構技術規程》。
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