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利用FRP进行混凝土加固

纤维增强聚合物复合材料(FRP)已被用于非洲的混凝土强化超过50年。 在此期间,FRP复合材料作为主流建筑材料的接受度已经提高,完成的FRP加固项目的数量也在增加。 这是由于非洲大陆易受气候变化影响以及184年度气候变化和基础设施项目损失达到2100亿美元所造成的影响。 这种规模的基础设施破坏可能削弱对非洲国家农村准入发展和生计改善的投资。

根据美国结构技术工程副总裁Tarek Alkhrdaji的说法,FRP复合材料可以在现场使用湿法成型工艺制造,其中由碳或玻璃制成的干燥织物被环氧树脂和粘合剂饱和准备好的混凝土基材。 一旦固化,FRP就成为结构元件的组成部分,起到外部粘合的增强系统的作用。 FRP复合材料也可以在材料经历的制造设备中预制 拉挤成型 创造可用于加强结构的不同形状,例如杆,杆和板。

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使用FRP对现有结构进行混凝土加固可能涉及复杂的评估,设计和详细设计过程,需要在FRP安装之前充分了解现有结构条件以及用于修复结构的材料。 FRP对于加强结构的适应性可以通过理解FRP是什么以及它提供的优势来确定,但更重要的是,限制。

碳纤维(CFRP)

用于混凝土加固应用的最常见的FRP系统是基于碳纤维(CFRP)。 与基于玻璃纤维的系统不同,碳具有优异的机械性能和更高的拉伸强度,刚度和耐久性。 预制CFRP棒和板的使用通常限于直的或略微弯曲的表面; 例如,平板和梁的顶侧或底侧。 预制的FRP元件通常是刚性的,不能在现场弯曲以包裹柱或梁。

然而,FRP织物可以在卷筒上提供连续单向片材,可以轻松定制以适应任何几何形状,并且几乎可以包裹任何型材。 FRP织物可以粘结到结构构件的张力侧,即板或梁,以提供额外的张力增强并增加弯曲强度; 缠绕在托梁和梁的腹板上以提高其剪切强度,并围绕柱子进行缠绕以增加其剪切和轴向强度,并改善延展性和能量耗散行为。

粘合剂系统

用于将FRP粘合到混凝土基材上的粘合剂体系可包括用于渗透混凝土基材并改善系统粘合的底漆; 环氧腻子填充基板中的小表面空隙,并提供FRP系统粘合的光滑表面; 饱和树脂用于浸泡织物并将其粘合到制备的基材上; 和保护涂层,以保护粘合的FRP系统免受潜在的破坏性环境和机械影响。 大多数情况下,紫外线(UV)对FRP强化环氧树脂有负面影响,但它们可以使用丙烯酸和水泥涂料以及其他类型的涂料进行保护。

用于FRP系统的树脂和纤维通常基于材料和结构测试而开发为一个系统。 使用来自另一系统的组分混合或替换一个FRP系统的组件是不可取的,并且可能影响固化系统的性质。

FRP系统和制备的混凝土粘结非常重要,表面处理对大多数应用至关重要。 在安装FRP系统之前必须解决任何内部钢筋恶化的问题,否则FRP系统可能会因为 分层 混凝土基材

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Dennis Ayemba
国家/特色编辑,肯尼亚

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