FRP復(fù)合材料的加固技術(shù)特點(diǎn)和方式思考

郭金建 馮婷 呂多軍 董會(huì)娜

【摘? 要】隨著我國綜合國力的不斷提升發(fā)展，建筑企業(yè)的施工材料出現(xiàn)了翻天覆地的變化，人們在注重施工材料的耐久性、實(shí)用性、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性等前提之下，開始對新型的建筑材料投以更多的重視。FRP復(fù)合材料的出現(xiàn)，能夠?qū)σ延械慕ㄖ镞M(jìn)行良好的改造加固，更是在新建筑建設(shè)的時(shí)候發(fā)揮出了更多的作用。FRP復(fù)合材料的使用，能夠?qū)ㄖ锏募庸谈脑焯峁┚薮蟮膸椭饔玫耐瑫r(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)階段的建筑施工中，因?yàn)槠渥陨砭邆淞肆己玫目垢g性、久耐性強(qiáng)和輕質(zhì)等優(yōu)勢，受到了大批建筑企業(yè)的重視和應(yīng)用。對此，本文通過對FRP復(fù)合材料的相關(guān)加固技術(shù)特點(diǎn)和方式等內(nèi)容進(jìn)行簡單的分析探討，并且提出了一些應(yīng)用策略，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)建筑施工企業(yè)提供更加有效地幫助。

【關(guān)鍵詞】FRP復(fù)合材料;加固技術(shù);特點(diǎn)方式;思考策略

引言

隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，我國社會(huì)上已經(jīng)形成了一種可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。對于建筑物的修建和改造而言，應(yīng)該盡可能地使用符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的材料。FRP復(fù)合材料的有效應(yīng)用，能夠在進(jìn)行建筑物的加固和改造之后，使建筑物自身的使用壽命得到有效延長。在傳統(tǒng)的建筑物加固中，部分方式如粘鋼法、外包鋼法、噴射混凝土法等技術(shù)自身存在著一定的不足：自重大、不具備較強(qiáng)的抗腐蝕能力等，且十分容易影響到建筑物的使用功能和美觀。所以，在這樣的大環(huán)境下，F(xiàn)RP復(fù)合材料的有效規(guī)模化替代使用，就能夠使施工過程擺脫傳統(tǒng)建筑物加固技術(shù)的不良影響，使其能夠?qū)⒆陨硭邆涞囊幌盗袃?yōu)勢在建筑物的加固改善中加以充分顯示，使我國的建筑行業(yè)能夠朝著可持續(xù)發(fā)展方向得到更加飛速的發(fā)展，促進(jìn)我國綜合國力的提升。

1.FRP復(fù)合材料的概述

FRP復(fù)合材料，也稱纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。這一種材料是由增強(qiáng)纖維材料（玻璃纖維、碳纖維等）與基體的材料進(jìn)行纏繞、模壓等工藝而形成的一種復(fù)合材料。根據(jù)所設(shè)增強(qiáng)材料的不同，常見的幾種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料也分為了玻璃纖維復(fù)合材料、碳纖維復(fù)合材料等。

在當(dāng)前的FRP復(fù)合材料中，常用到的有碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維，這些材料自身具備優(yōu)越的性能，根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，分為FRP片材、FRP棒材、FRP型材。

在FRP片材中，因?yàn)樵诋?dāng)前的建筑施工現(xiàn)狀內(nèi)，纖維布的使用率更加廣泛，其是通過連續(xù)的長纖維經(jīng)過編織而形成的，通常情況下都是單向纖維布。在使用之前經(jīng)過浸泡樹脂，然后通過FRP布的加固時(shí)，能夠根據(jù)被加固的建筑物結(jié)構(gòu)來進(jìn)行布的隨意調(diào)整，鑒于其自身本就沒有剛度，且方便運(yùn)輸，大部分的情況下都被運(yùn)用到建筑物的梁和柱的抗剪、抗彎加固中去。但是因?yàn)镕RP布自身的厚度較薄，所以往往需要經(jīng)過多次的粘貼才能夠勉強(qiáng)達(dá)到所需要的厚度，在建筑物的施工中較為繁瑣，且操作起來相對困難。而FRP板則能夠良好的承受纖維方向上的拉和壓，所以其常常被運(yùn)用于建筑物的梁板柱抗彎加固和抗剪加固中去。

在FRP棒材中，以FRP筋為代表所采用的工藝是單向成型的工藝，能夠?qū)蜗蜷L纖維和樹脂進(jìn)行混合，從而形成棒材。此外，經(jīng)過連續(xù)的長纖維單向的編織，再通過少量樹脂的浸潤固化而制作成的一種索狀FRP制品被稱之為FRP索。在進(jìn)行鋼筋混凝土的建筑加固中，可以通過使用FRP索和FRP筋來代替鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋，尤其是FRP筋用作預(yù)應(yīng)力鋼筋的時(shí)候，其能夠以更高的強(qiáng)度、低彈性模量和抗腐蝕性更強(qiáng)的特點(diǎn)來出色地完成加固任務(wù)。

2.FRP加固技術(shù)的特點(diǎn)

FRP抗拉強(qiáng)度很高，現(xiàn)有研究表明其抗拉強(qiáng)度已經(jīng)明顯的高于鋼筋加固技術(shù)的強(qiáng)度，其與高強(qiáng)度的鋼絲拉強(qiáng)度相差無幾，基本上是鋼筋的二到十倍。但是在達(dá)到抗拉強(qiáng)度之前，F(xiàn)RP材料幾乎沒有發(fā)生塑性變形的出現(xiàn)，十分容易導(dǎo)致其在與混凝土共同作用的時(shí)候因?yàn)镕RP約束混凝土界面強(qiáng)度不足，致使混凝土結(jié)構(gòu)的界面被拉斷破壞，而不是因?yàn)镕RP材料被拉斷破壞，所以進(jìn)行FRP約束混凝土界面粘連性能改善，會(huì)成為今后工程應(yīng)用的一項(xiàng)較為困難的一點(diǎn)。

與混凝土的熱膨脹系數(shù)相近，F(xiàn)RP復(fù)合材料在進(jìn)行使用的時(shí)候，即使周圍的環(huán)境溫度發(fā)生了改變的時(shí)候，F(xiàn)RP與混凝土共同作用時(shí)，并不會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力。而與鋼材相比，大部分的FRP加固產(chǎn)品自身的彈性模量較小，所以其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)經(jīng)常由變形來控制。

除此之外，優(yōu)異的抗腐蝕性、抗疲勞性和抗剪強(qiáng)度等特點(diǎn)，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，是傳統(tǒng)的加固材料和加固方法所不能及的優(yōu)勢，在今后的建筑物材料施工工作中應(yīng)針對其性能充分開發(fā)對此加以良好的應(yīng)用。

3.FRP加固技術(shù)的方式

3.1加固梁的受彎、受剪

在通過FRP技術(shù)來進(jìn)行混凝土簡支梁的受彎加固工作時(shí)，應(yīng)該注意對梁底粘貼FRP的區(qū)域進(jìn)行處理，將其表面附著的薄弱層去除，漏出里面的混凝土層，并且通過打磨至平整，從而保障混凝土和FRP材料之間的可靠粘連。與此同時(shí)，在進(jìn)行普通混凝土梁的受剪加固工作中，F(xiàn)RP技術(shù)能夠?qū)τ诟鞣N不同的界面形狀和建筑的角部加以廣泛的適用，這也是其自身最佳的突出優(yōu)勢之一，所以，相關(guān)的施工人員應(yīng)該針對這一技術(shù)內(nèi)容投以更多重視的目光，讓其能夠在實(shí)際建筑中加以良好應(yīng)用。

3.2加固軸壓和偏壓柱

通過使用FRP技術(shù)來進(jìn)行混凝土柱的加固，是一種新型的加固方式，在我國的建筑行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，其中，F(xiàn)RP加固柱中最常見的就是外包纖維布和條帶。FRP加固柱通過采用單向或者雙向纖維布浸泡樹脂之后，通過粘貼包裹在柱的表面上，使纖維方向沿柱環(huán)向。混凝土柱可以通過使用單層或者多層的纖維布來進(jìn)行完全的包裹，也能夠間接地用纖維布和條帶來形成連續(xù)螺旋箍或者間接地環(huán)箍來進(jìn)行部分包裹。

3.3加固柱的抗震

使用FRP技術(shù)來進(jìn)行橋梁和建筑物的柱體抗震加固，能夠使柱子在受到了破壞的時(shí)候有足夠的非彈性變形，降低建筑坍塌的速度。在這其中，最為常見的抗震加固方法就是設(shè)置橫向布置的FRP套箍外包纖維，F(xiàn)RP套箍就如同對建筑物提供了附加橫向配箍，使柱體的抗剪能力得到了良好的提高，使柱體的抗震作用得到了有效地提高。與此同時(shí)FRP對柱體的約束能夠?qū)炷恋膭兟浜涂v筋的屈曲加以有效的抑制，使柱體能夠產(chǎn)生很大的非彈性彎曲變形能力，對建筑物的加固和改造而言帶來了巨大的幫助。

3.4加固板的受彎

通過采用FRP材料來進(jìn)行板加固，需要將FRP粘貼在板的受拉面上。通常情況下在機(jī)型加固單向板的時(shí)候，就是將FRP沿短垮方向來進(jìn)行底板的粘貼;面對雙向板而言，需要沿著兩個(gè)方向進(jìn)行FRP材料的粘貼。這樣一來，就能夠保障加固板自身的受彎程度得到良好的加固，為實(shí)現(xiàn)建筑物的改造和加固具備極大的提升作用。

4.結(jié)束語

縱觀全文，隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷飛速發(fā)展進(jìn)步，人們的生活水平也隨之得以提高，安全穩(wěn)固的生活環(huán)境已經(jīng)逐漸成為了人們所追求的目標(biāo)。在當(dāng)前我國的建筑施工行業(yè)中，建筑物的加固和改造技術(shù)已經(jīng)受到了很多人的重視，在這一前提下，傳統(tǒng)的建筑物加固方法已經(jīng)無法滿足人們?nèi)找娓纳频纳钜螅渥陨硭邆涞娜毕莞菬o法對對建筑物加固提供更多的有效幫助。基于此，相關(guān)的建筑施工方就應(yīng)該注意通過新型先進(jìn)適施工方式的改善，通過結(jié)合使用FRP復(fù)合材料來進(jìn)行新型建筑物加固技術(shù)的良好應(yīng)用，使我國建筑物的綜合使用壽命能夠得到有效的延長，助力我國建筑行業(yè)的新格局新發(fā)展。

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