纤维增强复合材料嵌入式加固技术
纤维增强复合材料加固修复钢结构技术规程
纤维增强复合材料加固修复钢结构技术规程1. 引言纤维增强复合材料加固修复技术是一种有效的方法，用于提高钢结构的强度、刚度和耐久性。
本规程旨在规范纤维增强复合材料加固修复钢结构的设计、施工和验收，以确保工程质量和安全。
2. 术语和定义•纤维增强复合材料：由纤维和基体组成的复合材料，具有高强度、轻质和耐腐蚀等特性。
•钢结构：由钢材构成的建筑结构或工程结构。
•加固修复：通过使用额外的材料或方法来增加原有结构的承载能力或恢复其功能。
•设计：根据现有结构的条件和要求，确定加固修复方案的过程。
•施工：根据设计方案进行实际操作，包括准备工作、施工工艺和施工方法等。
•验收：对已完成的加固修复工程进行检查和评估，以确保其符合规定标准。
3. 设计要求3.1 加固修复方案的选择根据钢结构的受损程度和使用要求，选择合适的纤维增强复合材料加固修复方案。
应考虑以下因素： - 结构受力特点 - 环境条件 - 施工可行性3.2 材料选用选择符合要求的纤维增强复合材料，包括纤维类型、基体材料、粘结剂等。
应考虑以下因素： - 强度和刚度需求 - 耐久性和耐腐蚀性能 - 施工操作性能3.3 设计方法根据结构受力特点和加固修复方案，采用适当的设计方法进行计算和分析。
应考虑以下因素： - 结构荷载和边界条件 - 纤维增强复合材料的力学性能 - 接头设计4. 施工要求4.1 准备工作在施工前，应对钢结构进行全面检查，并清理表面污物和锈蚀。
必要时，进行局部修复或防腐处理。
4.2 施工工艺按照设计方案，采用适当的施工工艺进行加固修复。
应注意以下要点： - 纤维增强复合材料的切割和拼接 - 粘结剂的混合和施工 - 加固层的厚度和覆盖面积4.3 施工方法根据具体情况，选择适当的施工方法进行加固修复。
常见方法包括： - 外包围法：将纤维增强复合材料覆盖在钢结构表面。
- 内嵌法：将纤维增强复合材料嵌入到钢结构内部。
- 预应力法：通过施加预应力来增加钢结构的承载能力。
粘贴纤维复合材料加固法
纤维复合材料加固法〖知识目标〗 1.了解纤维加固材料的特性;2.理解纤维加固法的基本原理；、3.掌握纤维加固法的施工工艺。
〖能力目标〗 1.能正确运用纤维加固法进行桥梁结构的加固；2.能准确对纤维加固法进行施工质量控制。
一、概述随着社会的发展，人们对已建及在建的基础设施提出了更高的要求。
现有的道路桥梁，一般都是在超负荷运行，加上其他方面的影响，致使桥梁面临多种结构性或非结构性的破坏，如承载力不足、设计荷载标准低、年久失修等，使得这些结构不能满足现有交通的要求。
所以对这些结构进行加固，已是当务之急。
相对于传统的加固方法，用纤维加固桥梁构件，不仅具有轻质高强、高弹模、耐腐蚀、耐久性好、抗冲击等优点，而且拥有施工便捷、无需大型机械、工期短等优势。
碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维布已应用于桥梁维修加固工程中。
自20世纪70年代末，欧洲进行纤维增强复合材料(FRP)在土木工程中的应用研究以来，具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料，己广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程中，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料( CFRP)应用最多。
下面根据国内外关于碳纤维、芳纶纤维布增强复合材料补强加固的工程研究，介绍这一新技术的材料特性、施工方法和技术措施。
二、碳纤维布加固旧桥施工在桥梁加固工程中，碳纤维布材主要用于混凝土桥梁的基本构件和节点的加固补强。
其加固的效果，主要是提高构件的抗弯承载力、抗剪承载力以及受压构件的轴向抗压承载力;提高构件的刚度以及延性。
除此之外，许多室内及现场试验证明，碳纤维片材加固的混凝土构件裂缝宽度发展可以得到控制。
（一）碳纤维布加固补强受力分析与设计计算(1)加固受力特点分析①与传统的其它加固方法相比，采用碳纤维布加固旧桥能最小程度的改变原有结构的应力分布，保证在设计荷载范围内与原结构共同受力。
②将抗拉性能优良的碳纤维布，用粘结材料粘贴到梁体底面或箱梁内壁上，使其与原结构一起参与受力，即碳纤维布可以与原结构内布置的钢筋一道共同承受拉力，以提高旧桥的承载能力。
纤维增强复合材料FRP桥梁结构加固改造可修改全文
量产化工艺
稳定化理论
高性能技术
熔融
浸润
不同矿区
800℃纤维不粘结
•
腐蚀后纤维无坑蚀
不同颗粒度
高强度
3000-3500MPa（稳定生产）
>4024 MPa （实验室*）
•
耐高温：>800℃
•
高耐碱：强度保留率>80%
* Wu and Chen, Fibers and Polymers, 2017, 18(9), 1796–1803
维护管理预算超支量巨
大
兆
元
2037年出现赤字！
新建费用
灾后修复费用
更新费用
维护管理费用
额定费用中维护管理/更新的超出
，需要有效的解决方案，
即缩小庞大的维护成本
年份
美国: 美国的积压桥梁修复需求为1230亿美元！
美国有614,387座桥梁，几乎40%超过50年或更旧
截止2016年9.1%存在结构缺陷
0-10 years
自由端滑移
需要
界面退化后
位移
日本阪神地震重建损伤修复调查
在1995年的阪神大地震中，阪神高速公路遭受到近场强震，导致神户线严重破坏
钢筋混凝土桥墩损伤程度
AS= 倒塌
A= 非常严重
B= 严重
C= 轻微
D= 无
震后重建修复调查过程中，检查了桥墩的倾斜程度（残余变形）
1. 残余变形大在严重损伤的桥墩中普遍存在，不少结构无法修复或很难修复,
以普通型2500MPa
原丝制备为例
纤维离散 树脂离散 纤维弯曲
树脂浸渍度
理论FRP强度1500 MPa
住房和城乡建设部 纤维增强复合材料工程应用技术标准
住房和城乡建设部纤维增强复合材料工程应用技术标准住房和城乡建设部纤维增强复合材料工程应用技术标准是当前建筑行业中的重要标准之一，它涉及到建筑材料的质量、性能、工艺和安全等多个方面。
在建筑工程中，纤维增强复合材料被广泛应用于各个领域，比如混凝土加固、抗震加固、桥梁修复等。
它的应用可以提高工程结构的抗拉强度、抗压强度和耐久性等性能，对于提高建筑物的安全性和可靠性具有重要意义。
在这篇文章中，我们将从纤维增强复合材料的基本概念、应用范围、工程标准等方面进行全面评估，以帮助读者更全面、深入地了解这一领域。
文章内容将包括对纤维增强复合材料的定义和特点、在建筑行业中的应用情况、以及住房和城乡建设部颁布的相关技术标准，还将共享个人对这一主题的理解和观点。
一、纤维增强复合材料的定义和特点纤维增强复合材料是指以纤维作为增强材料，与树脂、金属、陶瓷等基体材料复合而成的新型材料。
它具有质轻、高强度、耐腐蚀、耐磨损等特点，广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
纤维增强复合材料的种类有很多，比如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等，它们各自具有不同的特性和适用范围。
二、纤维增强复合材料在建筑行业中的应用在建筑工程中，纤维增强复合材料被广泛应用于混凝土结构的加固和修复。
在地震频发的地区，可以利用碳纤维片或布对混凝土进行加固，提高结构的抗震性能。
纤维增强复合材料还可用于桥梁的维修、隧道的加固以及建筑物的防腐保护等方面，对于提高建筑物的耐久性和安全性具有重要作用。
三、住房和城乡建设部纤维增强复合材料工程应用技术标准住房和城乡建设部颁布了一系列关于纤维增强复合材料工程应用技术标准，包括材料的选择、工艺的要求、施工的规范等方面。
这些标准的制定对于规范纤维增强复合材料在建筑工程中的应用具有重要意义，可以保障工程质量、安全和可靠性。
总结回顾通过本文的介绍，我们对纤维增强复合材料的基本概念、应用范围和相关技术标准有了更全面的了解。
纤维增强复合材料作为一种新型材料，其在建筑工程中的应用前景广阔。
纤维复合材料粘贴加固工程施工工艺
纤维复合材料粘贴加固工程1 适用范围纤维复合材料加固修补钢筋混凝土结构可广泛适用于各种结构类型（如建筑物、构筑物、桥梁、隧道、涵洞等）纤维复合材料布是一种柔性材料，可任意裁剪，可弯曲缠绕成型，各种结构形状（矩形、圆形、曲面结构等）部位（梁、板、柱、节点、拱、壳等）。
这种不改变结构形状、不影响结构外观的加固修补方法是任何其他结构加固方法所不可比拟的。
尤其对于大型桥梁的桥墩、桥板等结构，更具有优越性，而粘贴纤维复合材料加固技术能顺利解决。
2 引用标准《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2006《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》GB50608-2010《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001；《混凝土结构加固技术规范》CECS 25:90；《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2004；《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB50068-2001）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；《建筑结构加固工程施工质量验收规范》(GB-50550-2010)3 施工准备3.1 材料要求2.粘结剂：采用A级胶。
参数：3.2 主要机具和设备序号设备(仪器)名称数量单位规格型号完好状态主要用途1 电焊机 1 台BX3-500-2 完好焊接2 电锤 1 台完好化学螺栓种植3 砂轮切割机、台钻 1 台完好钢材切割、钻孔4 角向磨光机 1 台完好混凝土表面打磨5 移动标准电箱 1 个完好6 植筋枪 1 把完好化学植筋7 氧气－乙炔设备 1 套完好8 灭火器 1 个完好安全4 施工工艺4.1贴碳纤维布材料技施工工艺流程施工工艺流程见图粘贴碳纤维布施工工艺流程图4.2粘贴碳纤维布施工方法4.2.1构表面处理①混凝土上表层出现剥落、蜂窝、腐蚀等劣化现象的部位应予凿除。
对于较大面积的劣质层在凿除后应用聚合物水泥砂浆进行修复。
②按设计要求对裂缝进行灌浆或封闭处理。
③对被粘混凝土表面角磨机打磨，以除去表面的浮浆、油污等杂质。
如何在3D打印中使用嵌入式结构技术
如何在3D打印中使用嵌入式结构技术随着3D打印技术的不断发展，越来越多的领域开始应用这一技术，其中嵌入式结构技术成为了一个备受关注的话题。
嵌入式结构技术是指在3D打印过程中将其他材料或结构嵌入到打印对象中，以增强其功能或性能。
本文将探讨如何在3D 打印中使用嵌入式结构技术，并介绍其应用领域和未来发展趋势。
首先，嵌入式结构技术可以用于增强打印对象的强度和稳定性。
在传统的3D 打印中，打印对象往往由单一材料构成，因此其强度和稳定性有限。
而通过嵌入其他材料或结构，可以在一定程度上增加打印对象的强度和稳定性。
例如，在打印一个机械零件时，可以在关键部位嵌入金属结构，以增加其耐磨性和抗压能力。
这种嵌入式结构技术在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用。
其次，嵌入式结构技术可以用于实现多功能性。
通过在打印对象中嵌入其他材料或结构，可以赋予其额外的功能。
例如，在打印一个智能手机壳时，可以在其内部嵌入传感器和电路板，以实现指纹解锁、无线充电等功能。
这种嵌入式结构技术在电子产品制造、医疗器械等领域有着广泛的应用。
通过嵌入式结构技术，打印对象不仅可以实现其基本功能，还可以提供更多的附加功能，提升用户体验。
此外，嵌入式结构技术还可以用于实现材料的组合。
在传统的3D打印中，通常只能使用一种材料进行打印，限制了打印对象的性能和功能。
而通过嵌入式结构技术，可以在打印对象中嵌入不同的材料，实现材料的组合。
例如，在打印一个复合材料零件时，可以在其内部嵌入纤维增强材料，以提高其强度和刚度。
这种嵌入式结构技术在材料科学、工程制造等领域有着广泛的应用。
然而，嵌入式结构技术在3D打印中也存在一些挑战和限制。
首先，嵌入其他材料或结构会增加打印对象的复杂性和成本。
在嵌入式结构技术中，需要考虑材料的选择、结构的设计和打印参数的调整等问题，这对于操作者的技术要求较高。
其次，嵌入式结构技术还存在着材料的兼容性和界面问题。
不同材料之间的界面相互作用可能导致结构的失效或性能的下降。
纤维增强复合材料加固修复钢结构技术规程
纤维增强复合材料加固修复钢结构技术规程1. 引言纤维增强复合材料是一种具有轻质、高强度和耐腐蚀性能的材料，广泛应用于钢结构的加固修复领域。
本技术规程旨在规范纤维增强复合材料在钢结构加固修复中的应用，确保工程安全可靠。
2. 术语和定义2.1 纤维增强复合材料：由纤维和基体组成的材料，具有优异的力学性能和耐久性。
2.2 钢结构：以钢为主要构造材料的建筑结构。
2.3 加固修复：对老化、损伤或不满足使用要求的结构进行强化和修补。
3. 加固修复设计3.1 加固修复目标：根据钢结构的使用要求和现状评估，明确加固修复的目标和需求。
3.2 结构评估：对钢结构进行详细评估，包括静力分析、疲劳寿命评估等，确定加固修复方案。
3.3 加固修复方案：根据结构评估结果，选择合适的纤维增强复合材料类型、层数和布置方式，制定加固修复方案。
4. 材料选择与准备4.1 纤维：选择适用于钢结构加固的纤维增强复合材料，如碳纤维、玻璃纤维等。
4.2 基体：选择适用于钢结构加固的基体材料，如环氧树脂、聚酯树脂等。
4.3材料性能测试：对所选材料进行性能测试，确保其满足设计要求。
4.4 表面处理：对钢结构表面进行清洁和处理，以提供良好的粘接界面。
5. 加固修复施工工艺5.1 粘接剂配制：按照材料厂家提供的配方和说明书准备粘接剂。
5.2 粘接层施工：将粘接剂均匀涂布在钢结构表面和纤维增强复合材料上，并确保其充分浸润纤维。
5.3 复合板安装：将预制好的纤维增强复合板按照设计要求粘贴在钢结构表面，注意保持板材平整和紧密贴合。
5.4 固化处理：根据粘接剂的固化要求，进行固化处理，确保粘接层具有良好的强度和耐久性。
5.5 后续处理：修整复合板表面，进行防腐、防水等后续处理工作。
6. 质量控制与验收6.1 施工前检查：对施工材料、设备和环境进行检查，确保施工条件满足要求。
6.2 施工过程控制：严格按照设计方案和施工工艺要求进行施工，监控材料配比、涂布厚度等关键参数。
碳纤维复合材料补强加固施工工艺
碳纤维复合材料补强加固施工工艺首先，在进行碳纤维复合材料补强加固之前，需要对结构进行详细的检查和评估，确定材料的使用范围和补强方案。
同时，需要对施工现场进行清理和保护，确保施工环境安全整洁。
接下来，进行表面处理。
首先，修复结构表面的破损部分，如裂缝、空洞等。
然后，将表面进行打磨和清洁，确保表面无尘、无油污等。
清洁好的表面有助于提高碳纤维和树脂的粘结性能。
然后，进行碳纤维布的铺放。
根据设计要求和施工方案，将预先剪裁好的碳纤维布铺放在结构表面上，并按照设计要求进行定位和整齐排列。
需要注意的是，碳纤维布的角度和层数应根据结构强度和刚度要求进行调整，以实现最佳的加固效果。
接着，进行树脂浸渍。
根据树脂系统的选择和技术要求，将树脂均匀涂布在已铺放好的碳纤维布上。
在涂布过程中，需要确保树脂浸润整个碳纤维布，并将其与原有结构紧密结合。
为了提高工作效率和质量，可以采用真空吸附或压实等方法来辅助树脂浸渍。
随后，进行硬化固化。
根据树脂系统的要求，设置适当的硬化时间和温度，使树脂在规定时间内快速固化。
固化完成后，可以进行割胶、修剪等操作，将工艺余料进行清除。
最后，进行后续处理。
根据具体需求，可以对加固后的结构进行防腐、喷涂、封闭等处理，以增加其使用寿命和抗环境侵蚀能力。
总结，碳纤维复合材料补强加固施工工艺分为准备工作、表面处理、碳纤维布铺放、树脂浸渍、硬化固化和后续处理等步骤。
在施工过程中，需要注意确保施工环境的安全整洁，高质量完成每一步骤，并严格按照设计要求和工艺规范进行操作，以确保加固效果和工程质量。
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・综 述・纤维增强复合材料嵌入式加固技术3岳清瑞 李庆伟 杨勇新(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 北京 100088) 摘 要:纤维增强复合材料嵌入式加固方法近几年来在国外得到了广泛的研究与应用。
介绍了此项技术的研究、应用状况,并详细阐述了嵌入式加固方法的特点、施工方法以及施工中需要注意的问题。
嵌入式加固方法施工方便快捷、防火性能好、能防止人为或环境因素的破坏,是一种有效的加固方法,值得在我国进行研究、推广和应用。
关键词:纤维增强复合材料 嵌入式(NS M ) 加固 结构 施工步骤 工程应用TECHNIQUE OF STRUCTURES STRENGTHENE D WITHNEAR SURFACE MOUNTE D FRPY ue Qingrui Li Qing wei Y ang Y ongxin(National Engineering Research Center of Industrial Building Diagnosis and Rehabilitation Beijing 100088)Abstract :T echnique of structures strengthened with near surface m ounted (NS M )FRP has been studied and applied widely in abroad recent years.This paper introduces the research and applications of this technology ,discusses the characters of this technique ,construction process ,and s ome problems that merit attention in field application.NS M method is convenient and can prevent structures from fire or destruction of other factors.NS M method is effective and w orthy of being researched and applied in our country.K eyw ords :FRP near surface m ounted (NS M ) strengthening structures construction process field application3国家863计划项目(编号2001AA336010)、2003年科研院所技术开发研究专项资金项目(编号2003EG 213003)资助。
第一作者:岳清瑞 男 1962年1月出生 教授级高级工程师收稿日期:2003-09-20 我国有大量的建筑物因种种原因需要维修加固,因此,探寻更为有效的加固方法成为土木工程界的研究热点。
近几年来,嵌入式(Near Surface M ount 2ed ,简称NS M )加固方法在国外得到了广泛的研究和应用。
所谓嵌入式加固方法是将加固材料放入结构表面预先开好的槽中,并向槽中注入粘结材料使之形成整体,以此来改善结构性能的方法。
在20世纪40年代末瑞典的Asplund [1]曾用此项技术加固瑞典一座桥梁。
他把钢筋置于在混凝土结构表面所开的槽中,在槽中灌入水泥浆,然后用喷浆混凝土覆盖进行表面处理。
然而,由于水泥浆的粘结性能不是很好,所以加固部分与原结构的粘结效果不太好,从而影响了加固效果。
正是由于材料的限制,使得这项技术在当时没有推广。
随着材料产业日新月异的发展,新型材料不断出现,嵌入式方法也逐渐发展起来。
20世纪60年代,研究人员开始在槽中注入环氧树脂来粘结钢筋,然而钢筋的易锈蚀性使得表面需要较厚的保护层[2]。
当FRP 材料出现后,嵌入式加固方法才真正显示出了其优良的加固效果。
研究人员开始采用FRP 筋或板带代替钢筋应用于嵌入式加固方法中,与钢筋相比,其优势不言自明:FRP 材料轻质高强,施工方便,省时省力;耐腐蚀,不象钢筋那样需要较厚的保护层;形状、规格可以根据实际工程的要求定做。
嵌入式加固方法近年来在国外工程中得到较多的应用,尤其是在混凝土结构加固工程中的应用尤其广泛。
Hakan Nordin [2]于1999年秋天用嵌入式方法加固了瑞典一座桥梁的桥板,材料为CFRP 板带(规格为35mm ×5mm ),工程开槽尺寸为40mm ×8mm ,加固效果令人十分满意。
Alkhrdaji[3]等人在1998年对美国正在使用中的J -857桥梁进行加固,其中有3块混凝土实心板是用嵌入式方法加固,应用CFRP 砂磨筋,直径约11mm ,开槽的尺寸为:长约6m ,宽约14mm ,深约19mm 。
施工完毕后,经试验测1Industrial C onstruction V ol 134,N o 14,2004工业建筑 2004年第34卷第4期 得,结构的极限承载力提高了27%。
H ogue [4]等人在1997年至1998年对美国的Oklahoma 市的一所建筑物进行了加固。
他们对其中的一个混凝土梁采用嵌入式加固方法,开槽尺寸宽约13mm ,深约19mm ,总长度约508mm ,工程中应用的为CFRP 筋。
Nanni2[5～7]于1998年采用嵌入式方法加固了美国波士顿市的6个混凝土圆形结构物。
采用的材料为CFRP 砂磨筋,直径约8mm ,用环氧树脂粘结。
嵌入式加固技术在砌体结构和木结构中也有所应用。
Tumia 2lan [8]于1999年用嵌入式方法加固了一个5层框架的砌体墙,加固效果良好。
G entile 和Rizkalla [9]对加拿大的一座使用了39年的木桥梁进行加固,加固效果令人满意。
1 嵌入式加固方法的优点与传统的加固方法(如增大截面法、粘贴钢板法、植筋法等)相比,嵌入式加固方法具有明显的优点,如FRP 材料耐腐蚀,轻质高强,施工方便,省时省力,加固后维修费用低等等。
与直接在结构表面粘贴FRP 材料的加固方法相比,嵌入式加固方法具有明显的优点。
1)FRP 材料与原结构的粘结性能较好与直接粘贴FRP 材料的加固方法相比,采用嵌入式加固方法,FRP 材料与原结构有着良好的粘结性能。
由图1可以看出,嵌入式加固方法所开的槽中有三个面参与FRP 与树脂的粘结,粘结性能非常好,而且FRP 的锚固问题并不突出。
而直接粘贴FRP 材料的加固方法,FRP 材料的剥离问题及端部锚固问题一直都是一个未彻底解决的难题。
因此,嵌入式加固方法的优势更明显。
1-表面粘贴;2-嵌入式图1 表面直接粘贴与嵌入式方法粘结性能比较2)可以防止火灾对FRP 材料的破坏直接粘贴FRP 材料的加固方法的致命缺点是防火性能差。
由于FRP 和树脂的材料性能的特殊性,使得这一问题在直接粘贴FRP 加固方法中很难解决。
而无论是新建筑物还是加固修复建筑物,防火性能都是不得不考虑的问题。
嵌入式加固方法很好地解决了这一问题。
由于嵌入式加固方法中FRP 材料嵌在构件内部,这样就可以免遭火灾的损害。
另外,在做表面处理时也可以考虑采用某些防火材料以提高防火性能。
3)负弯矩区域加固在对桥梁板面、楼板等构件进行负弯矩加固时,直接在表面粘贴FRP 材料很容易遭到人为或环境因素的破坏。
大多数桥梁每天的过往车辆相当多,车轮的来回摩擦及冲击很容易损坏桥板表面的FRP 材料。
而嵌入式加固方法可以有效地避免这种情况的发生,FRP 材料嵌固在槽中,既可以充分发挥其高强的特点,又能避免外界各种因素对它的损害。
4)充分利用了FRP 材料的强度,能有效提高结构的极限承载力根据研究,嵌入式加固方法能充分利用FRP 材料的强度,从而有效地提高结构的极限承载力。
Ha 2kan Nordin [2]等人用嵌入式方法加固钢筋混凝土梁,极限荷载提高了5713%。
Laura De Lorenzis[10～12]等人用嵌入式方法对钢筋混凝土试验梁进行加固,得出3根试验梁的极限承载力分别提高了2517%、30%和4413%。
由于各研究人员的试验条件及采用的材料不同,故其承载力提高程度有所不同,但总体可以看出,嵌入式加固方法对结构的极限承载力的提高效果是明显的。
2 嵌入式加固方法应用的材料211 FRP 材料在嵌入式方法中,主要应用的FRP 材料为CFRP 、G FRP 筋材,也有少数工程中用CFRP 板带。
根据表面形状不同,FRP 筋又分为变形筋和砂磨筋(如图2所示)。
FRP 筋材截面形状主要分为圆形和矩形两种,工程中大都采用圆形筋。
FRP 材料的尺寸可以根据实际工程的需要在厂家定做。
试验研究[13～15]发现,FRP 筋的表面形状会影响FRP 筋与原结构的粘结性能,变形筋比砂磨筋的粘结性能更好。
212 粘结材料在嵌入式加固方法中,通常采用具有高触变性的粘结材料,粘结强度高,有利于施工。
在实际工程中也可以采用水泥浆代替树脂。
水泥浆的粘结性能不如树脂好,而且容易出现细小裂缝,但是水泥浆要比树脂便宜得多。
瑞典学者Hakan Nordin [2]等人在试验中分别应用水泥浆和树脂作为粘结材料,发现应用水泥浆的梁极限承载力提高5613%,而采用树2工业建筑 2004年第34卷第4期a-CFRP变形筋;b-G FRP砂磨筋;c-CFRP板带图2 嵌入式加固方法中所用FRP材料 脂的梁极限承载力提高了7712%,可以看出,用水泥浆作粘结材料的加固效果也是令人满意的。
3 嵌入式加固方法施工工艺311 施工程序在实际工程中,嵌入式加固方法施工比较方便,不需要大量的劳动力和大型机械,也不需要占用较大的工作空间,甚至可以在不影响结构正常使用的情况下进行施工。
施工程序可以用图3来表示。
在结构表面按照设计要求的尺寸开槽仔细清除槽中的灰尘和残渣在槽中注入树脂至1Π2高度把FRP筋放入槽中并轻轻施压往槽中继续注入树脂,至槽满待树脂固化后,做表面处理图3 嵌入式加固方法施工程序框图312 施工中需注意的问题1)按设计要求的尺寸开槽在实际工程中开槽时,应尽量减少对原结构的损害。
按照设计要求,在合适的位置按正确的方向和尺寸开槽。
开槽的深度取决于所用材料的尺寸以及混凝土保护层的厚度,应该稍大于加固用FRP材料的尺寸。
如果应用FRP筋材,开槽的尺寸一般为FRP筋直径的115倍,考虑到混凝土的保护层厚度,故槽的深度一般应小于20mm。
2)仔细清除槽中混凝土残渣颗粒在结构构件表面开槽后,应该用空压机或其他除尘设备仔细清除槽中的混凝土残渣颗粒及浮尘,否则,残渣可能会影响FRP筋与原结构的粘结,从而影响加固效果。