水中加固中的FRP复合材料热膨胀系数与混凝土相近,这样当环境温度发生变化时,FRP与混凝土协调工作,两者间不会产生大的温度应力。弹性模量与钢材相比,大部分FRP产品弹性模量小。约为普通钢筋的25%~75%。因此,FRP结构的设计通常由变形控制。因为FRP是纤维通过基体聚合而成,纤维间强度由基体决定(强度一般弱于纤维),所以垂直于纤维方向强度较弱。FRP的抗剪强度低,其强度只为抗拉强度的5%~20%,这使得FRP构件在连接过程中需要研制专门的锚具、夹具。这也使得FRP构件的适度成为研究突出的问题。FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好,可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用,因而可提高结构的使用寿命,这是结构材料难以比拟的。水中加固系统的纤维复合材料与原结构形成同步受力。贵州纤维增强树脂基复合材料
在水中加固中,海洋结构和近海结构的腐蚀问题一直比较突出,对于钢结构更是如此,因而采用抗腐蚀性能良好的FRP可以很好地解决该问题,具有很好的发展前景。在建的海洋钢筋混凝土结构,采用较厚的混凝土保护层(一般为150毫米左右,相当于陆地混凝土结构保护层的5倍以上)及防腐措施,其对内部钢筋防氯盐腐蚀也只有15年左右,这与长久或半长久性的海洋结构耐久要求相距甚远。采用FRP混凝土或FRP-混凝土组合结构就可以从根本上解决海洋工程中的钢筋(钢材)腐蚀问题,其重大意义不言而喻。FRP作为一种高性能材料以其轻质髙强、耐腐蚀、耐久性能好、施工便捷等性能特点,必将成为各类道路、桥梁、民用建筑结构的养护、检测和维修的必要补充材料,并得到普遍应用。铜山纤维增强树脂基复合材料水中加固后的FRP复合纤维板只有1.3毫米厚,所以不会带来输水量的流逝。
一种水下固化的复合材料加固系统性能介绍:DYMATBTFRP加固系统是一种特殊FRP(纤维增强复合材料)的简称,更早用于美国航天事业。三十年前美国有名化工博士EdwardR.Fyfe研究发明了一种能在水中直接固化的复合材料加固系统。更早普遍运用在美国加利福尼亚州的桥梁及码头加固维修上。目前,EDFYFE发明的复合纤维加固产品,在美国,加拿大和新加坡的结构加固市场上有将近80%的占有率。对于直径大于1米,无论是混凝土管道,钢板螺旋焊接管道,还是PCCP管道,都可以使用FRP内村管道加固法。该技术无需开挖但需要暂时停水,在承压能力不足或劣化渗漏的管道内壁,用轻质强度的纤维增强材料人工粘贴在管道的内壁。工人们利用现有的阀门井、检查井、检修井就可以进行施工,快速且准确地加固修复管道内部的结构层,因此非常适合紧急修补等工期紧张的工作。
水中加固中的纤维增强复合材料的基本构成有三相:增强相、基体相和界面相。增强相为纤维材料,主要有玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等,直径为几微米到几十微米不等;基体相有树脂基体、陶瓷基体和金属基体等,目前树脂基复合材料应用较为普遍,树脂有环氧树脂、双马树脂和聚酰亚胺树脂等类型;界面相为纤维增强复合材料在制造成型过程中,纤维与基体间形成的过渡区,具有纳米以上尺寸的厚度并与基体相和增强相在结构上有着明显差别。在结构受载过程中,纤维承担着主要的载荷,基体将纤维粘接在一起并传递纤维间的载荷,界面相为前二者的纽带与桥梁。在水中加固中,FRP复合材料可提供额外的抗拉强度。
在水中加固系统中,层合板冲击后压缩失效中的主要介观失效模式包括层间分层、纤维行为主导的纵向压缩和基体行为主导的横/纵向剪切失效。其中各式介观失效占比由单层厚度、铺层比例和顺序以及几何尺寸决定。不同设计参数下(构型、铺层和几何尺寸等)的水中加固结构具有复杂多样的宏观失效模式,典型的被连接板破坏包括净截面拉伸/压缩失效、挤压失效、剪切失效、剪豁失效和拉脱失效,此外还有紧固件的破坏,净截面拉伸/压缩失效中的介观失效模式与开孔拉伸/压缩失效中的介观失效模式组成类似,但宏观裂纹面位置略有不同。芳玻韧布是由E玻璃纤维(E-glass)与芳纶纤维(Kevlar)编织而成的高性能纤维布。水下桥桩加固价位
在水中加固中,FRP复合材料是其基础结构中的一部分。贵州纤维增强树脂基复合材料
码头水下加固,采取较度等级的混凝土无筋浇筑冲坑,起不到修补加固效果。冲坑修补加固应采用有筋修补,专业公司施工。冲坑修补要确定浇筑面,基坑直立面切边深度宜大于100mm,基坑宜修凿成深度大于100mm的漏斗状,坑内应布设锚筋,满铺钢筋网片锚筋和原混凝土埋筋焊接成整体。因为焊缝集中地段是受力的薄弱环节,大管径管段对口焊接时,应使其纵向焊缝互相错开不小于100mm的距离,同时也应使纵缝安置在表面,以利检查和修理。焊管时应尽可能把仰焊变成平焊,施焊前应将管口预热15~20cm宽度,或采用分段焊法,即将焊缝分成4段,按照间隔次序焊接。贵州纤维增强树脂基复合材料
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