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1、时间：2013年5月29日芳纶纤维布在混凝土结构加固中的应用[摘 要]本文主要介绍了芳纶纤维AFRP复合材料,由于其轻质高强、高弹模、耐腐蚀性能好、不导电、抗冲击性能好等一系列优点,所以它在桥梁、隧道、地铁、海港码头以及工业与民用建筑等工程中有着非常广泛的应用,特别是在混凝土结构的加固与修复领域。[关键词]芳纶纤维布 混凝土 结构加固 加固方法DevelopmentandapplicationofaramidfiberclothinstrengtheningconcretestructuresAbstract:Thisp
2、apermainlyintroducesthearamidfiberAFRPcomposites,duetoaseriesofadvantagesofhigh-strength,highelasticmodulus,goodcorrosionresistance,notconductive,goodshockresistance,soitisinbridge,tunnel,subway,portandindustrialandcivilconstructionengineeringapplicationsverywide
3、,especiallyinthefieldofconcretestructurerepairandreinforcement.Keyword：reinforcementmethodofaramidfiberreinforcedconcretestructure1引言土木工程学科的发展,在很大程度上依赖于新材料和新技术的发展与应用。近年来，FRP由于高强、耐腐蚀、自重小、施工方便等优点而被土木工程加固技术领域广泛使用。建筑结构工程中常用的FRP复合材料主要有芳纶纤维(AFRP),碳纤维(CFRP)和玻璃纤维(GFRP),其
4、材料形式主要有片材、棒材和型材。所有的FRP都有一些共同的性质:轻质高强、高弹模、在拉断前均为弹性,热膨胀系数低、各向异性、耐腐蚀耐久性能好等,所以在建筑结构工程中应用潜力巨大。另外,FRP复合材料使用维护成本低、可以自由裁剪、节省材料、施工便捷,虽然其前期投资较大,但从长期投资的角度看效益明显较好。2材料的基本特性芳纶纤维的主要成分是对苯二胺聚合物(PPTA),其中既含脂肪族主链又含芳香族主链,所以有牢固的分子结构;芳纶纤维是由直径为12um左右的单丝汇集在一起形成的多纤维状结构,芳纶布是芳纶纤维由单向或双向排列形成的
5、一种片材,常用的是单向片材,它的力学性能指标主要如下表:表1 芳纶纤维布(单向)的主要性能指标规格单位重量幅宽抗拉强度弹性模量保证强度设计厚度(g/m2)(mm)(Mpa)(Gpa)(KN/m)(mm)AFS-40280100，300，50020601184000.193AFS-60415100，300，50020601184000.193AFS-90623100，300，50020601184000.193AFS-120830100，300，50020601184000.193它除了具有所有的FRP复合材料的共同性质:
6、轻质高强、高弹模、防腐蚀耐久性能好等还具有自己独特的特点,像抗碱腐蚀能力强、不导电、抗动载抗冲击性能好等;这就使它在海港码头工程,绝缘性要求高的场所如地铁、隧道及电气化铁路上工程中,抗疲劳要求高的地方和冲击大而频繁的构件中等应用非常广泛;另外,由于它是一种有机材料,所以同是有机材料的树脂在其中的浸透能力要比在其它FRP材料中的浸透能力强,芳纶纤维的固化时间是其它FRP材料的1/3-1/4,经济效益相应地就提高了,这有着其它FRP材料所不能比拟的优势。3、芳纶布在结构加固工程中应用领域我国使用芳纶纤维布进行加固的工程实例有
7、很多,如广东省惠州西枝江大桥加固工程,哈尔滨东宁金厂大桥加固工程,山东济宁凤凰台战备大桥加固工程,深圳龙岗万佳百货牛腿加固工程,北京地铁复八线加固工程,济南黄河大桥加固工程等。芳纶纤维布主要在以下结构构件加固中应用:梁:主要是桥梁和民用建筑或工业产房,加固的方式包括抗弯和抗剪,在进行抗弯加固时,芳纶布的纤维方向与梁的轴向一致,一般贴在梁的受拉侧,以提高梁的抗拉承载能力,据有关试验得出,只要该梁不是超筋梁,贴一层AK-40可以提高承载30%左右,贴两层可以提高40%左右;在进行抗剪加固时,芳纶布的纤维方向与梁的轴向垂直。柱
8、子:芳纶布是一种理想的柱子加固材料,首先,因为芳纶的弹模是118Gpa,相对于碳纤维(弹模230Gpa),所以它的延性较好;其次,在进行棱角打磨时只需要打磨到倒角半径10mm左右即可,一般不需打磨,而使用碳纤维加固时则需要打磨到倒角半径30mm左右,这样芳纶就可以节约很多工时,最后,由于芳纶布是一种柔软的布,所以追随
