新材料frp的研究与应用综述

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1、第"#卷第&期华中科技大学学报(城市科学版*‘FC’"#aF’&"##.年.月W’FL^8X7’(8EPDQXROAQRA_IOOFQ*bDE’"##.新材料123的研究与应用综述谷倩&张祥顺&彭少民&(&’武汉理工大学土木工程与建筑学院+湖北武汉-.##)#*摘要!综述了国内外456技术的研究现状+主要涉及456材料的物理性能与应用形式+456筋与预应力456筋作为结构受力筋在国外的研究与应用成果’最后对456技术在国内的应用与发展提出了建议’关键词!纤维增强塑料(456*,物理性能,加固,456筋中图分类号!78.))

2、’%9.文献标识码!:文章编号!&###$;).#("##.*#&$##<<$#;在过去的半个多世纪里+在役结构的耐久性正对456的研究始于&%%YZ&%%)年M"N+&%%<年问题受到工程界的高度关注+以下两个方面尤为才开始有少量的工程应用’由于参与研究的科研突出’院所和高等院校较多(近"#个*+因此短期内便取=’由于材料老化>环境腐蚀>工作荷载改变>得了较大进展+由国家工业建筑诊断与改造工程自然灾害(地震>风等*以及施工质量等问题而导技术研究中心主持编写的/碳纤维布加固修复混致大批的结构设施需要修复和加固+传统的加固凝土

3、结构技术规程0(送审稿*已经完成’由笔者所补强方法(如粘贴钢板等*均有工期长>附加体积在单位(武汉理工大学*参与编写与修订的/纤维和重量增大>长期性能差>施工不方便以及建筑效混凝土结构技术规程0456组的国家规程也即将果难以保证等缺点’因此+需要新的加固>补强材交稿+这些工作的完成将会有力地推动456技术料及工艺的出现’在国内的发展’?’混凝土中的钢筋易锈蚀+特别是预应力钢国内目前的研究主要集中在应用U456片筋锈蚀以后+构件的工作性能将大大降低’传统的材加固和修复钢筋混凝土结构+并且在理论上已解决方案是电镀或在钢筋上涂环氧

4、层’@AABCDE和有相当的深度+应用上也已比较成熟’因此+作者M&N等人研究指出!涂的重点讨论以下两点!456材料的物理力学性6FGAEB以及5DBHAAIJKKDLDE环氧的钢筋在氯化物含量高的地区腐蚀仍然严能,456筋与预应力456筋作为结构受力配筋重’因此+新的能替代钢筋与混凝土协调工作的材的研究’料有待研究’近十年来+国内外的研究和工程应用表明!纤[123材料维增强复合材料(4OPAE5AOQLFERAI6FCSTAE+简称456*能更好地解决以上问题’因此+456的研究目前456材料的价格比钢材高+但456优与相

5、关产品的开发在国际上已成为热点’美国混异的性能使其仍然具有极强的市场竞争力’例如凝土协会:UV(:UV--#*>日本建筑学会与混凝在日本+U456织物的使用量&%%.年是Y+&%%Y土协会(WUV*+还有加拿大的VXVX以及北美的一年增至&";+而到&%%)年已增至";#M"N’些学术组织都成立了专门研究456复合材料的目前高性能的456主要指U456(UDEPFQ专业委员会’截至今年+已召开有四届关于456456*+]456(]CDBB456*及:456(:EDTOI的国际学术会议’在美>日等发达国家+以U45645

6、6*+其中对]456研究的历史最长+应用的领(UDEPFQ456*为主的技术规程与施工手册都已域最广+价格也最低’U456出现后+因其更好的颁布+与456相关的产品已经定型并形成了规模力学性能与长期性能立即成为土木工程界研究和化生产+工程上已有大量成功应用的实例’国内真应用的焦点’与钢材相比+456具有极高的质强收稿日期!"##"$#%$&"’作者简介!谷倩(&%)"$*+女+博士研究生,武汉+武汉理工大学土木工程与建筑学院(-.##)#*’万方数据基金项目!国家规程/纤维混凝土结构技术规程0修订项目’第"期谷倩等E新材料3

7、40的研究与应用综述g8‘g比!表"#$%&’(’a疲劳性能表()*+与钢材基本性能比较研究表明$%&G340材料的疲劳寿命决定于所抗拉强度弹性模量承受的应力大小F试件形状F纤维与树脂的含量F材料,-.比重-/01-201重复荷载循环次数与频率等’此外G超过正常室内234056786"’579’65667":66957;5的温度和空气湿度也会对340的疲劳性能造成<340:57;5"’:79’6"6667%;66:67%56不利影响’同等条件下%66万次重复荷载作用的=340:67;66’57"’%"9667";66557:

8、5试验表明$%&>?@@AB;’8CD667;66966E<340和=340的耐疲劳性能明显注E"’表中,为纤维含量占产品的自重’9’C文献中为;’6’优于钢材’但在低频率荷载作用下G2340的耐疲劳性能低于钢材’所以在建筑结构中承受低频荷340的产品形式主要有型材!如格栅型F工载作用的构