芳綸纖維布在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與發(fā)展
2006-07-06 00:00
摘要：文章對(duì)芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用進(jìn)行了分類與歸納，對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望；同時(shí)簡(jiǎn)要介紹了日本、美國、歐洲和中國芳綸纖維復(fù)合材料加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，最后指出：隨著中國加入WTO和建筑市場(chǎng)的逐步開放，我國迫切需要建立符合中國國情的有關(guān)芳綸纖維復(fù)合材料加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：芳綸纖維布；規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)；加固補(bǔ)強(qiáng)；設(shè)計(jì)和施工
0 引言
大批已有建筑物由于種種原因，諸如自然災(zāi)害作用、環(huán)境侵蝕、荷載增加、結(jié)構(gòu)用途改變、更新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和提高結(jié)構(gòu)可靠度等，存在承載力和耐久性不足或使用功能不滿足要求。為了改善這些結(jié)構(gòu)的使用功能，提高承載力，延長(zhǎng)使用年限，考慮環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益等綜合因素，在許多情況下進(jìn)行加固修復(fù)比重建更合理，特別是在使用快速、高效、簡(jiǎn)便的加固工藝的情況下，更具有優(yōu)越性；因此工程技術(shù)人員把目光更多地投向采用新型復(fù)合材料維修加固上來。與傳統(tǒng)的加固修補(bǔ)技術(shù)相比，纖維材料加固修補(bǔ)技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
（1）高效高強(qiáng)。
（2）具有良好的耐久性和耐腐蝕性。
（3）適用面廣。芳綸纖維加固修補(bǔ)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型（如建筑物、構(gòu)筑物、橋梁、隧道、涵洞等），各種結(jié)構(gòu)形狀（如矩形、圓形、曲面結(jié)構(gòu)等），各種結(jié)構(gòu)部位（如梁、柱、板、拱、殼、墩等）的加固修補(bǔ)，而且不改變結(jié)構(gòu)形狀，不影響結(jié)構(gòu)的外觀。尤其重要的是，對(duì)于一些大型的土木工程結(jié)構(gòu)，如大型橋梁的橋墩、橋梁及橋面板、隧道、大型簡(jiǎn)體及殼體結(jié)構(gòu)等，采用原有的傳統(tǒng)加固方法幾乎無法實(shí)施，而采用該技術(shù)都可以很順利的解決。
（4）施工便捷。施工工效高，沒有濕作業(yè)，不需要大型施工機(jī)具，無需現(xiàn)場(chǎng)固定設(shè)施，施工占用場(chǎng)地少。
（5）施工質(zhì)量容易保證。
（6）對(duì)結(jié)構(gòu)無額外的負(fù)擔(dān)。纖維材料質(zhì)量輕而且很薄，加固修補(bǔ)后，基本不增加原結(jié)構(gòu)自重和原構(gòu)件尺寸。
芳綸纖維復(fù)合材料作為纖維增強(qiáng)塑料的一種，除了具有上述優(yōu)點(diǎn)外，還具有獨(dú)有的特點(diǎn)：具有良好的抗沖擊和耐疲勞性能，良好的介電性（非導(dǎo)電性、非磁性）等，因此人們?cè)絹碓蕉嗟夭捎猛庹撤季]布補(bǔ)強(qiáng)加固結(jié)構(gòu)。
目前應(yīng)用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的外粘芳綸纖維布有養(yǎng)護(hù)的纖維條帶和未經(jīng)養(yǎng)護(hù)的纖維布，經(jīng)養(yǎng)護(hù)的纖維條帶通常0．5 ~1．5mm厚，50~200mm寬，由單向纖維經(jīng)環(huán)氧基樹脂浸漬而成。未經(jīng)養(yǎng)護(hù)纖維布的名義厚度通常小于lmm，由單向或雙向纖維絲構(gòu)成，采用高性能的環(huán)氧粘結(jié)劑粘結(jié)在構(gòu)件外表面。
1 外粘芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)
外粘芳綸纖維布首先應(yīng)用于鋼筋混凝土橋的抗彎補(bǔ)強(qiáng)和約束鋼筋混凝土柱中，此后外粘芳綸布補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)迅速擴(kuò)展到砌件結(jié)構(gòu)，木結(jié)構(gòu)乃至金屬結(jié)構(gòu)。
1．1 結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)性能與特點(diǎn)
1．1．1 抗彎補(bǔ)強(qiáng)
當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件不能提供足夠的抗彎強(qiáng)度和使用性能時(shí)，必須進(jìn)行加固，此時(shí)可選用外粘芳綸纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。在梁、柱、板的受拉面粘貼芳綸纖維布，同時(shí)使芳綸纖維絲方向與主拉應(yīng)力方向平行 ，可明顯提高梁、柱、板的受彎承載力，并且同時(shí)使梁、柱、板裂縫開展受到約束，從而提高構(gòu)件的抗彎剛度，降低撓度。
對(duì)芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土構(gòu)件進(jìn)行分析設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)是確定構(gòu)件的失效（破壞）模式。芳綸纖維布抗彎補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)存在下述幾種失效模式：
（1）縱筋（鋼筋）屈服芳綸纖維斷裂；
（2）縱筋（鋼筋）屈服混凝土壓碎；
（3）混凝土壓碎；
（4）由于混凝土的剪切失效，芳綸纖維片材端部剝離；
（5）由于混凝土的剪切斜裂縫造成芳綸纖維片材的剝離（遠(yuǎn)離片材端部）；
（6）由于粘結(jié)界面的拉應(yīng)力很高，發(fā)生的芳綸纖維片材端部或彎曲裂縫處剝離；
（7）由于混凝土表面不平和粘結(jié)不當(dāng)造成的芳綸纖維片材從混凝土粘結(jié)面剝離。
上述破壞模式（2）是令人最為滿意的破壞模式，模式（4）和（5）可通過抗剪補(bǔ)強(qiáng)加以防止，模式（6）可通過限制芳綸纖維布的拉應(yīng)變加以抑制，模式（7）可通過施工質(zhì)量控制加以解決。設(shè)計(jì)中不考慮芳綸纖維布與混凝土之間的相對(duì)滑移。
1．1．2 抗剪補(bǔ)強(qiáng)
在梁、柱的剪壓區(qū)段內(nèi)橫向包裹芳綸纖維布可抑制斜裂縫出現(xiàn)或開展，明顯提高構(gòu)件的抗剪強(qiáng)度，提高梁、柱的剛度、延性和抗震耗能能力。芳綸纖維布加固后的試件最大承載力均發(fā)生在芳綸纖維布剝離后、拉斷前，在此過程中，芳綸纖維布承擔(dān)的剪力不斷增大，使總剪力仍然保持在較高的水平，改善了構(gòu)件變形能力。芳綸纖維布加固量越大，試件延性越好。采用芳綸纖維布加固混凝土柱，可防止斜裂縫出現(xiàn)或限制斜裂縫開展，顯著提高柱的受剪承載力，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)剪弱彎的抗震要求，同時(shí)芳綸纖維布對(duì)提高高軸壓比試件延性的作用更加明顯。包裹方式分為間隔包裹、連續(xù)包裹；封閉包裹、非封閉包裹；采用夾具錨固包裹和非夾具錨固包裹等。
芳綸纖維布對(duì)抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)取決于破壞模式。當(dāng)發(fā)生芳綸纖維布剝離破壞時(shí)，其有效應(yīng)變遠(yuǎn)低于極限拉應(yīng)變；即使發(fā)生芳綸纖維布斷裂破壞，其有效應(yīng)變也低于極限拉應(yīng)變。因?yàn)椴徽摵畏N破壞模式，均有局部發(fā)生剝離破壞，因此精確地計(jì)算芳綸纖維布對(duì)抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)非常困難，故確定芳綸纖維布的有效應(yīng)變是進(jìn)行抗剪強(qiáng)度計(jì)算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)矩形截面混凝土構(gòu)件，其有效應(yīng)變隨混凝土抗拉強(qiáng)度的減小和纖維布軸向剛度（芳綸纖維布的配筋率與其彈性模量的乘積）的增大而減?。划?dāng)芳綸纖維布的纖維絲方向垂直于鋼筋混凝土構(gòu)件的軸線方向時(shí)，由于斜裂縫擴(kuò)展導(dǎo)致骨料間咬合力降低，從而使混凝土對(duì)構(gòu)件抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)隨之減小，因此芳綸纖維布的有效應(yīng)變應(yīng)限制在0．004~ 0．005的水平。對(duì)于芳綸纖維布抗剪補(bǔ)強(qiáng)圓形截面混凝土柱，其有效應(yīng)變可近似取0．004。
1．1．3 約束混凝土和約束高強(qiáng)混凝土
混凝土是目前土木工程中應(yīng)用最廣的建筑材料之一， 它主要的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高，脆性大，而且混凝土強(qiáng)度越高，其脆性越大，但在三向受壓的復(fù)雜應(yīng)力作用下其強(qiáng)度、變形性能均有很大的提高。混凝土在軸向荷載作用下，歷經(jīng)微裂縫形成、發(fā)展、擴(kuò)大，橫向變形加大，進(jìn)而形成較大的宏觀裂縫，宏觀裂縫繼續(xù)發(fā)展以至于混凝土破壞全過程。在整個(gè)過程中，混凝土泊松比最大為50%。因而，通過約束限制混凝土橫向變形的發(fā)展是增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度與延性的一種有效途徑，這完全可以通過在混凝土構(gòu)件外包裹芳綸纖維布來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)混凝土構(gòu)件軸心受力時(shí)，其橫向應(yīng)變發(fā)展受到外包芳綸纖維布的限制。正是由于核心混凝土與外包約束層在受力過程中的這種相互作用，使混凝土材料本身性質(zhì)發(fā)生了變化，即強(qiáng)度得以提高，塑性和韌性性能得以改善。
芳綸纖維布約束混凝土作用要好于碳纖維布約束混凝土。芳綸纖維一個(gè)顯著優(yōu)于碳纖維的特點(diǎn)是其破壞為非脆性，破壞前出現(xiàn)頸縮，征兆明顯；同時(shí)高彈性和中等延伸率使芳綸纖維具有高韌性，從而在縱向斷裂時(shí)能有效工作，這些性能使芳綸纖維在遭受強(qiáng)烈沖擊時(shí)能有效的吸收軸向應(yīng)變能和縱向動(dòng)能，因此，在地震荷載或沖擊荷載作用下芳綸纖維布約束混凝土特別是約束高強(qiáng)混凝土的延性及韌性要明顯高于碳纖維布約束混凝土特別是約束高強(qiáng)混凝土的延性及韌性。因此，芳綸纖維復(fù)合材料在對(duì)構(gòu)件韌性和延性要求高的抗震結(jié)構(gòu)、抗沖擊和耐疲勞方面要求高的工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比碳纖維復(fù)合材料有較大的優(yōu)越性。
用芳綸纖維布橫向包裹鋼筋混凝土短柱來提高其延性，芳綸纖維布的主要作用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，芳綸纖維布的作用類似于受剪箍筋，在斜裂縫出現(xiàn)后協(xié)助箍筋承受剪力；由于芳綸纖維的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于箍筋的抗拉強(qiáng)度，所以這種作用十分明顯。鋼筋混凝土短柱用芳綸纖維布包裹后，相當(dāng)于增加了配箍率，使其抗剪承載力得以提高，從而有可能使試驗(yàn)柱在外荷載作用下發(fā)生具有一定延性的正截面受彎破壞，而非脆性的斜截面受剪破壞，破壞形態(tài)的變化直接決定了構(gòu)件變形性能的改善。另一方面，受壓區(qū)混凝土的破碎，充分發(fā)揮了縱向鋼筋的塑性變形性能，顯著改善了構(gòu)件的延性。芳綸纖維布的第二種作用只有在構(gòu)件發(fā)生具有彎曲破壞特點(diǎn)的破壞形態(tài)時(shí)，才會(huì)處于主導(dǎo)地位。鋼筋混凝土短柱變形性能的改善，關(guān)鍵在于破壞形態(tài)的轉(zhuǎn)變。因此，芳綸纖維布通過協(xié)助箍筋共同承受剪力來提高構(gòu)件變形能力是其主要作用。
1．2 應(yīng)用前景
國內(nèi)外已應(yīng)用外貼芳綸纖維布對(duì)橋梁、道路、隧道、建筑物或構(gòu)筑物等多種混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)加固 。
1．2．1 可用于惡劣環(huán)境下混凝土工程
由于芳綸纖維具有極佳的耐腐蝕性及耐久性能，具有優(yōu)良的耐熱化學(xué)性，能耐大多高濃的無機(jī)酸，耐堿稍差些，對(duì)其他化學(xué)試劑，有機(jī)溶劑十分穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)表明，用芳綸纖維布加固修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)有良好的耐腐蝕性及耐久性，可以抗拒建筑物經(jīng)常遇到的各種酸、堿、鹽對(duì)結(jié)構(gòu)物的腐蝕。使用該種加固修補(bǔ)方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理后，節(jié)省大筆維修費(fèi)用，而且其本身可以起到對(duì)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用，達(dá)到雙重加固修補(bǔ)的目的。因此可利用芳綸纖維布加固各類防護(hù)工程，如潛艇基地、濕度較大的隧道、坑道工程，其構(gòu)件抵抗腐蝕的能力將會(huì)顯著提高，使構(gòu)件具有良好的耐久性能，且粘貼芳綸纖維布的膠有一定的防水能力。海洋結(jié)構(gòu)和近海結(jié)構(gòu)的腐蝕問題一直比較突出，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)更是如此，因而采用抗腐蝕性能良好的芳綸纖維可以很好地解決該問題，所以芳綸被應(yīng)用于海洋結(jié)構(gòu)和近海結(jié)構(gòu)具有很好的發(fā)展前景。
1．2．2 可用于防火工程
芳綸纖維布一個(gè)重要的優(yōu)異特性是長(zhǎng)久熱穩(wěn)定性，它可在220℃高溫下使用l0年以上，其使用壽命高于一切工業(yè)有機(jī)纖維。在260℃條件下，加熱1 000h，芳綸纖維布的機(jī)械強(qiáng)度仍能保持原來的65%～ 70%，在火焰中難以自燃，即使點(diǎn)燃后移開火焰也會(huì)自熄；并且芳綸材料吸收沖擊波效率高、隔爆性能好。同時(shí)毒性試驗(yàn)也表明：芳綸不會(huì)對(duì)生產(chǎn)者和使用者造成明顯的健康危害，芳綸在溫度高達(dá)400℃時(shí)仍無CO、CO2和HCN等有毒氣體產(chǎn)生，在800℃時(shí)才可測(cè)得1% 的HCN、13%CO和15%CO2產(chǎn)生。芳綸纖維布加固混凝土結(jié)構(gòu)后，高溫條件下，表面芳綸纖維布覆蓋層的力學(xué)性能幾乎沒有改變。這從一定程度上提高了結(jié)構(gòu)整體的防火能力。由芳綸纖維布優(yōu)良的耐高溫性能可見，它更適合用于對(duì)結(jié)構(gòu)有特殊耐高溫要求的工業(yè)車間，如煉鋼廠，玻璃生產(chǎn)廠房，以及各種高溫廠房。
1．2．3 可用于防撞設(shè)施和軍事工程
芳綸纖維的抗沖擊和耐疲勞性能要大大優(yōu)于碳纖維。芳綸纖維的抗沖擊性能應(yīng)歸功于它優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、高結(jié)晶性、高取向及高拉伸性能。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性使芳綸纖維在強(qiáng)烈沖擊所產(chǎn)生的高溫下，仍能保證受沖擊結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；高結(jié)晶、高取向性產(chǎn)生了高模量，保證了高的波動(dòng)速率及對(duì)軸向變形的快速反應(yīng)；高彈性和中等延伸率使芳綸纖維具有高韌性，從而在縱向斷裂時(shí)能有效工作，這些性能使芳綸纖維在遭受強(qiáng)烈沖擊時(shí)能有效的吸收軸向應(yīng)變能和縱向動(dòng)能；芳綸纖維另一個(gè)顯著優(yōu)于碳纖維的特點(diǎn)是其破壞為非脆性，破壞前出現(xiàn)頸縮、因此有明顯征兆。因此，芳綸纖維復(fù)合材料在對(duì)構(gòu)件韌性和延性要求高的抗震結(jié)構(gòu)、抗沖擊和耐疲勞方面要求高的工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)用比碳纖維復(fù)合材料有較大的優(yōu)越性。對(duì)于在通航河流中建造的橋墩，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮船只撞擊這種偶然荷載，有時(shí)洪水也可能攜帶大量的漂浮物對(duì)橋墩造成撞擊；對(duì)于城市立交橋，由于橋下一般有車輛通過，但受凈空限制，很多立交橋會(huì)限制一些車輛的通過。這也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超高車輛對(duì)橋梁造成碰撞，導(dǎo)致梁變形、損壞；此外，對(duì)各類防護(hù)工程，如潛艇基地、濕度較大的隧道、坑道工程等，芳綸纖維布極其優(yōu)良的抗沖擊性能，非常適合對(duì)這些有防撞要求的結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固、形成防護(hù)，使構(gòu)件不至于立即破壞，減少不必要的損失。而在軍事工程、防爆工程等方面，芳綸纖維布約束混凝土也可綜合發(fā)揮其抗沖擊性能好及高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度高的特點(diǎn)，具有很大的應(yīng)用潛力。
2 規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)
從上世紀(jì)80年代起，一些發(fā)達(dá)國家開始制定土木工程用芳綸復(fù)合材料的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。下面簡(jiǎn)要地介紹一下日本、美國、歐洲和中國有關(guān)芳綸復(fù)合材料的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。這些規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)既適用于芳綸復(fù)合材料（布）對(duì)舊有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固修復(fù)，又適用于新建結(jié)構(gòu)。
2．1 日本
從上世紀(jì)80年代起，日本投入大量的人力、物力和財(cái)力，加緊制定外貼芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工指南。1995年Hyogoken—Nanbu地震后，對(duì)于鋼筋混凝土橋墩和鋼筋混凝土柱越來越多地采用外粘碳纖維布進(jìn)行抗震補(bǔ)強(qiáng)加固，同時(shí)采用芳綸纖維布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)也獲得了發(fā)展。針對(duì)芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固公路橋墩和鐵路高架橋柱的設(shè)計(jì)指南有：
（1）采用芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土橋墩設(shè)計(jì)和施工指南（以下簡(jiǎn)稱DCGRCAFRP， 日本公路協(xié)會(huì)）；
（2）應(yīng)用芳綸纖維布抗震補(bǔ)強(qiáng)鐵路高架橋柱設(shè)計(jì)與施工指南 （以下簡(jiǎn)稱DCGRVCAFRP， 日本鐵道技術(shù)研究院）。
DCGRCAFRP和DCGRVCAFRP兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包括芳綸纖維布對(duì)抗剪強(qiáng)度和延性貢獻(xiàn)的計(jì)算公式。對(duì)于房屋建筑中的柱子和地鐵中的大柱以及橋面板的設(shè)計(jì)與施工也制定了類似的標(biāo)準(zhǔn)。日本混凝土協(xié)會(huì)發(fā)展了纖維片材的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法，該標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法包括纖維片材的抗拉性能實(shí)驗(yàn)測(cè)定以及粘結(jié)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)測(cè)定。
2．2 美國
美國對(duì)于纖維增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了長(zhǎng)期連續(xù)的研究。從上世紀(jì)80年代開始，由于美國國家科學(xué)基金和聯(lián)邦公路管理委員會(huì)的資助，加速了對(duì)該領(lǐng)域的研究與開發(fā)。1991年美國混凝土協(xié)會(huì)創(chuàng)建了440委員會(huì)，即纖維增強(qiáng)塑料加固委員會(huì)，該委員會(huì)（ACI440委員會(huì)）于1996年出版了纖維增強(qiáng)塑料補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展水平報(bào)告。此后，ACI 440委員會(huì)推出了新標(biāo)準(zhǔn)，2001年獲得了技術(shù)活動(dòng)委員會(huì)批準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)包括：（1）外粘纖維增強(qiáng)塑料系統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工指南；（2）混凝土結(jié)構(gòu)的纖維增強(qiáng)塑料耐久性。
上述規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)中的纖維增強(qiáng)塑料通常包括：碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維增強(qiáng)塑料。
2．3 歐洲
歐洲從20世紀(jì)60年代開始進(jìn)行關(guān)于纖維增強(qiáng)塑料應(yīng)用的研究。1993年建立了歐洲合作研究計(jì)劃，該計(jì)劃于1997年結(jié)束，旨在研究纖維增強(qiáng)塑料增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)，參與者包括英國、瑞士、法國、挪威和荷蘭。國際混凝土結(jié)構(gòu)聯(lián)盟93工作組，即纖維增強(qiáng)塑料增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)工作組于1993年成立。93工作組又分成如下幾個(gè)小組：材料測(cè)試小組，纖維筋混凝土小組，預(yù)應(yīng)力纖維筋混凝土小組，外粘纖維增強(qiáng)塑料小組，市場(chǎng)營(yíng)銷和應(yīng)用小組。該工作組由從事纖維增強(qiáng)塑料補(bǔ)強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)研究的大學(xué)，研究院和公司構(gòu)成， 目前已完成了纖維增強(qiáng)塑料增強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指南發(fā)展公告。在英國，結(jié)構(gòu)工程師協(xié)會(huì)出版了關(guān)于纖維增強(qiáng)塑料補(bǔ)強(qiáng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)臨時(shí)設(shè)計(jì)指南 ，該指南沒有介紹纖維增強(qiáng)塑料預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)和外包纖維增強(qiáng)塑料增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)，同時(shí)該指南以英國相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ)，采用的設(shè)計(jì)方法與日本、美國的標(biāo)準(zhǔn)類似。
2．4 中國
從上世紀(jì)90年代中期起，我國開始著手進(jìn)行FRP補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)的研究。國內(nèi)許多實(shí)力較強(qiáng)的科研院所和大學(xué)紛紛開展碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)的研究，并取得了多項(xiàng)研究成果。在短短的幾年時(shí)間里，制定并頒布了外貼碳纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。然而對(duì)芳綸纖維復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)的研究，目前尚處于起步階段，積累的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、工程經(jīng)驗(yàn)較少，因此編制芳綸復(fù)合材料增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的條件還不完備，北京交通大學(xué)對(duì)已出版的中、美、日芳淪復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究，指出我國標(biāo)準(zhǔn)存在的問題，所以我國應(yīng)加緊制定符合國情的有關(guān)芳綸復(fù)合材料加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。
3 結(jié)束語
芳綸纖維復(fù)合材料在土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用是一個(gè)全新的技術(shù)。與傳統(tǒng)的加固修補(bǔ)技術(shù)相比，外粘芳綸纖維布加固修補(bǔ)技術(shù)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本文回顧了外粘芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)的發(fā)展歷程，對(duì)芳綸纖維布在工程中的應(yīng)用進(jìn)行了歸納與分類，進(jìn)一步介紹了日本、美國、歐洲和中國有關(guān)芳綸纖維復(fù)合材料加固補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。
盡管目前在土木建筑領(lǐng)域中應(yīng)用芳綸纖維材料價(jià)格較高，但綜合材料成本、施工成本、使用成本，是可行的，而且在施工完成后防腐性、輕量化方面，纖維增強(qiáng)材料更好；因此，對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究開發(fā)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。隨著對(duì)芳綸纖維復(fù)合材料研究的逐步深入，產(chǎn)量的增加和成本下降，其在土木工程領(lǐng)域必將有廣泛的應(yīng)用前景。
外貼芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土技術(shù)引起了人們?cè)絹碓綇V泛的關(guān)注，然而該項(xiàng)技術(shù)還存在下述問題需要進(jìn)一步解決。
（1）芳綸纖維布體系（特別是粘結(jié)劑）防火方法；
（2）高溫時(shí)芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)混凝土構(gòu)件的性能；
（3）低溫下芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)混凝土構(gòu)件的性能；
（4）芳綸纖維布和構(gòu)件層間熱膨脹偏差系數(shù)；
（5）芳綸纖維布徐變行為和耐久性能；
（6）惡劣環(huán)境下芳綸纖維布的強(qiáng)度和剛度；
（7）混凝土強(qiáng)度對(duì)芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件性能的影響；
（8）芳綸纖維布抗彎、抗剪補(bǔ)強(qiáng)混凝土構(gòu)件的長(zhǎng)期性能；
（9）混凝土對(duì)芳綸纖維布補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件抗剪強(qiáng)度的貢獻(xiàn)；
（10）芳綸纖維布的有效應(yīng)變；
（11）錨固性能，如：粘結(jié)特性和粘結(jié)強(qiáng)度；粘結(jié)徐變破壞和耐久性；粘結(jié)的疲勞特性、熱膨脹系數(shù)、抗剪強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度等。
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