芳綸纖維在鋼筋混凝土結構加固中的應用

,海納百川有容乃大,深圳海川工程科技有限公司2003年8月,路威2008芳綸纖維在鋼筋混凝土結構加固中的應用,公司大廳,海川公司聚賢廳,內(nèi)容簡介,路威2008芳綸纖維的簡介5路威2008芳綸纖維布.22常用FRP的分類及對比.33各種結構加固方法的比較.41芳綸纖維的實驗部分.47芳綸纖維的施工部分.58,路威2008芳綸纖維,概要主要成分是對苯二甲酰對苯二胺聚合物（PPTA），其中既含脂肪族主鏈又含芳香族主鏈，所以分子結構牢固，具有耐腐蝕、耐磨、抗沖擊抗疲勞性能好等。,芳綸纖維分子構造以及纖維絲,特性及優(yōu)點,特性優(yōu)點高強度-提高承載能力高彈性模量-變形小延伸率2%-增加構件延性彈性好-破壞容許度好不導電-不與電介質(zhì)反應耐化學腐蝕-耐久性好不燃-安全,芳綸纖維的應用,專為橋定制的復合材料殼體,芳綸纖維在混凝土結構加固補強的應用,加固柱體(橋梁，停車場，建筑物)保護橋墩以防車輛的撞擊破壞梁、板的加固墻體的爆炸沖擊防護,地震后的高速公路加利福尼亞（California）-1994,地震后的多層停車場加利福尼亞（California）-1994,需要耐久性加固修復,芳綸纖維加固墩柱,撞后的橋墩,撞后的橋梁,沖擊試驗沖擊以后,每日新報-國際新聞-第10版-2001.9.17五角大樓晚塌分鐘,芳綸纖維在尖端領域的長期應用,一、路威2008芳綸纖維布,概要路威2008芳綸纖維布是芳綸纖維由單向或雙向排列形成的一種片材，如下圖所示：單向片雙向片,單向片規(guī)格,產(chǎn)品規(guī)格說明,以FL-40型號為例：AFS：AAramid;FFiber;SSheet;40：是將抗拉強度與該型號芳綸布厚度的乘積2060MPa0.193mm=40tf/m拉伸強度：設計強度、2060MPatf/m：保證強度，每米寬度所承擔的力是40噸力：幅寬有10cm、30cm、50cm幾種常用的幅寬為30cm（其他規(guī)格型號依次類推，另外雙向片一般在國內(nèi)不常用）,雙向片規(guī)格,路威2008芳綸布種類,芳綸布的裁剪工具,芳綸纖維的耐久性,芳綸纖維的溫度效應,鋼球沖擊后抗拉強度保持率,芳綸,碳纖維,二、常用FRP復合材料的分類,路威2008芳綸纖維AFRP碳纖維CFRP玻璃纖維GFRP,芳綸纖維的特性,(+)抗拉強度：3200Mpa(+)彈性模量：125Gpa(+)抗局部沖擊性能好(+)抗疲勞性能好(+)所加固的構件發(fā)生斷裂時，是非災難性塑性破壞（特別是局部沖擊下）(+)不導電(+)易于施工（易疊層）()受紫外線照射后強度會降低，但可通過做外部涂裝來解決。*多用于柱體加固及防車輛撞擊,碳纖維的特性,(+)抗拉強度：4500Mpa(+)彈性模量：230Gpa(+)良好的靜力和動力疲勞特性(-)所加固的構件發(fā)生斷裂時，會發(fā)生災難性的脆性破壞(-)導電*多用于加固梁、板，限制撓度,玻璃纖維的特性,(+)抗拉強度：3000Mpa(-)彈性模量：60Gpa(-)易受鹽腐蝕(-)施工操作性較差(+)造價低*在美國主要用來約束墩柱。,各種纖維的應力應變曲線圖,芳綸纖維與碳纖維的對比,芳綸纖維優(yōu)于碳纖維的性能,抗剪能力抗沖擊能力抗疲勞性不導電施工便捷、工期短、綜合造價低,芳綸纖維與玻璃纖維的對比,三、各種加固方法的比較,芳綸纖維與傳統(tǒng)加固方法的比較芳綸纖維與其它FRP復合材料的比較,加固原理,傳統(tǒng)加固方法普遍存在問題,工期加長（時間）施工場地制約（加固體本身施工空間），可能造成因工停產(chǎn)影響外觀除銹、防腐問題,后期維護問題，預應力加固法主要問題是預應力損失擴大截面法、外包鋼法、粘鋼加固法都有新老截面粘結問題適用的結構范圍：外包鋼法主要適用于柱；粘鋼加固法，適用于承受靜力作用的受彎、受拉構件,擴大截面法(+)造價低，應用廣泛(-)需要重型起重設備，施工干擾大鋼板(+)應用廣泛，施工干擾少(-)安裝困難，易腐蝕,加固補強的原因,結構因腐蝕而造成整體強度降低結構承載力不足結構荷載發(fā)生變化地震破壞偶然撞擊（如汽車等）,四、芳綸纖維加固補強的實驗,大截面柱體的約束和抗彎試驗承擔方：Fribourg(瑞士)大學發(fā)起人：DuPont杜邦公司,施加300噸壓力,對包有路威2008芳綸布的柱子施加軸向壓力,荷載-位移圖,為高速公路公司做的試驗-1999,合作方：杜邦（DuPont）公司柱子（6根）：直徑0.4m，長3米，增強材料：芳綸纖維布（KEVLAR）受力方向：軸向，縱向試驗內(nèi)容：抗彎，抗剪+沖擊結論：符合設計指南時間：2000年2月(columnsonM11etA19),抗彎試驗（英國）,荷載位移圖,荷載位移圖（剪力）,路威2008芳綸纖維布加固混凝土梁,試驗地點Glamorgan大學(威爾士)鋼筋混凝土梁（長2m，寬0.2mm，高0.1mm）補強材料：路威2008芳綸纖維布樹脂：MBT飽和劑試驗內(nèi)容：抗彎性能，位移測試目的：了解靜載和動載疲勞性能,路威2008芳綸纖維加固效果測試,采用KEVLAR加固混凝土梁的彎曲變形試驗結果,資料來源：英國Glamorgan大學的試驗數(shù)據(jù),五、芳綸纖維的施工部分,表面處理涂布底膠芳綸纖維布的粘貼外層圖布的后期工作質(zhì)量保證與工程驗收安全管理,表面處理,表面灌縫處理,涂布底膠,芳綸纖維布的粘貼,粘貼芳綸布后,外層涂布的后期工作,表面涂裝后,外部涂裝,工具清單,路威2008芳綸纖維歷年的使用量,主要參考設計規(guī)范,ACICommittee440GuidefortheDesignandConstructionofExternallyBondedFRPSystemsforStrengtheningConcreteStructuresJapanSocietyofCivilEngineersRecommendationsforUpgradingofConcreteStructureswithUseofContinuousFiberSheetsJapanBuildingDisasterPreventionAssociationSeismicRetrofitDesignandConstructionGuidelinesforExistingReinforcedConcret