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芳纶纤维在混凝土结构补强加固中的应用机械

发布时间:2019-11-24 00:06:19

芳纶纤维在混凝土结构补强加固中的应用_机械

众所周知,混凝土及钢筋混凝土结构是当今建筑行业中的主要结构形式。无论在水利工程、工业与民用建筑工程、道路桥涵、海港码头等工程项目中,都离不开混凝土及钢筋混凝土结构。经过几十年的基本建设后,我国已有建筑物的维修、改造和加固成为亟须解决的问题之一。 我国大多数混凝土结构物,随着使用期的增长,运行条件的变动,自然环境的影响以及原有设计和施工中存在的问题,导致工程功能衰竭或丧失,影响工程的经济、社会效益。对于这些出现问题的结构,实际情况并不允许将其全部推倒重建,而只能采取适当的技术措施,进行补强加固与处理,使这些结构仍能满足人们对建筑物安全性、适用性和耐久性的要求,继续为社会服务。 目前,我国对混凝土结构物的维修加固方法,较多采用一些常规的加固方法,如体外预应力加固法、增大截面加固法、粘贴钢板加固法等。这些传统的加固方法存在耐腐蚀性差、构件自重较大、对原结构影响大及施工难度大等缺点。为此,需要新材料、新工艺用于补强加固工程。近几年来,随着新材料的开发和利用,芳纶纤维(AFRP)等聚合物纤维材料开始应用于结构补强加固领域。 芳纶纤维(AramidFiberReinforcedPlastics,AFRP)补强加固技术是用树脂类黏结材料将芳纶纤维布粘接于混凝土构件表面,借助芳纶纤维良好的抗拉强度来增强构件承载能力及刚度,从而使结构及构件得到加固补强。该技术通常以混凝土桥面板、墩、梁、柱、烟囱以及隧道内衬为对象进行构件的抗弯补强、抗剪补强,防止混凝土开裂、剥落等。 芳纶纤维补强加固方法所用的树脂材料包括基底树脂(FP)、整平树脂(FE)和浸渍树脂(FR)。基底树脂涂布在结构体表面,确保混凝土与纤维布及浸渍树脂之间有高度的黏结力。整平树脂是用于修补底表处理时未能修复的混凝土表面气孔等。浸渍树脂的作用是将纤维布浸透,与基底树脂粘结,同时使纤维布硬化。基底树脂和浸渍树脂同为常温硬化型,可根据施工条件(温度、硬化时间、混凝土表面状况等)来选择最佳种类。 芳纶纤维作为一种加固材料,与普通混凝土的线膨胀系数相近,这就保证了不会由于温度变化而引起两者之间的粘接破坏。对混凝土表面进行适当的处理(打磨、清洗、刷底涂)以后再粘贴芳纶纤维,可以保证两者之间有良好的黏结力。芳纶纤维加固技术除了具有良好的材料性能和广泛的适用范围外,与传统的加固技术相比,还具有以下优点:材料的搬运安置无需重型机械。即使材料运输通道受限或场地条件恶劣,在狭小作业空间内也可施工。作业工种少。施工作业不必多工种,无需专业技术人员,只需少数人,可以高效施工。与形状变化混凝土结构的黏和性好,对有曲线、断面变化的复杂形状的建筑物的补强容易进行,比较适合形状和断面不规则的结构补强。完工后结构增加荷载少,加固后不会对补强建筑或基础产生附加荷载。补强后断面形状几乎不变,可以最大限度地利用空间,满足限界要求。绝缘性好,消除了有电引起的安全隐患,对邻近电磁波不会产生干扰。物理性能稳定,耐腐蚀性好,对加固构件不需进行特别防护处理,容易维护管理。另外,芳纶纤维片材成品为卷材,可以根据需要任意裁剪,也可以用于特种结构中环状构件、壳体、球体、拱等多种结构形状及曲面的加固。 芳纶纤维技术以其强度高、重量轻、耐腐蚀、施工便捷等优良特性受到工程界的普遍关注,是极具发展潜力的施工方法,日本已逐步将其用于实际工程中,并且取得了显着的经济效益。 在我国,芳纶纤维技术还未受到人们的广泛关注,同时由于该项技术涉及到钢筋混凝土强度理论,芳纶纤维物理力学性能与组合结构的力学特性及抗震性能这3个学科领域,故对其加固机理,抗震性能方面还有待进一步研究。但随着芳纶纤维材料的国产化及其价格的降低,芳纶纤维补强加固技术必将在我国的混凝土结构补强加固工程中发挥重要的作用。

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