用FRP玻璃钢加固的应用

玻璃钢修复是一种非常有效的改造和加固结构的方法。

纤维增强聚合物

纤维增强聚合物（FRP），也称为纤维增强塑料，是广泛用于建筑和工业的双组分复合材料。这些材料之所以受欢迎，是因为它们具有出色的独特性能，例如重量轻。

玻璃钢加固系统是各行各业用于改造建筑物、加固结构和保护涂层的最新方法之一。纤维增强聚合物 (FRP) 或纤维增强聚合物，如今广泛用于建筑物和其他混凝土和钢结构的修复、加固和改造以及复合材料行业，由两个基本成分组成：纤维和基体（树脂）。通常在一个有效的组合中，以下假设成立：

纤维的刚度必然高于基体刚度。
基质不会影响纤维的化学性质。
纤维与基体之间的附着力足够好。
基质保护纤维免受环境侵蚀和侵蚀。

事实上，基体的主要作用是将剪切力从纤维传递到相邻材料，并控制受压时的局部屈曲纤维。基质还应该防止纤维的机械损伤。由于纤维具有高强度和弹性模量，因此是 FRP 系统的主要组成部分。FRP材料中的纤维可以沿一个方向或两个垂直方向铺设。玻璃钢树脂主要用作将纤维固定在一起的粘合介质。如前所述，大部分 FRP 材料承载能力是由纤维提供的。因此，完全可以期待FRP纤维具有更高的抗断裂强度和弹性模量。它还在各种环境条件下具有很强的抵抗力，玻璃钢纤维还必须能够承受伸长率。

玻璃钢特性

毫无疑问，玻璃钢材料最突出、最重要的性能就是耐腐蚀。在港口和海岸结构等海洋结构中，FRP复合材料的最佳抗腐蚀能力是FRP钢筋最有用的特性。FRP 纤维还受益于非常好的绝缘性能。一般来说，这些材料是磁性和电中性的，因此可以被认为是非常好的绝缘选择。因此，在医院对磁波敏感的区域，以及磁悬浮列车、机场波段和雷达中心的导电路径中使用玻璃钢钢筋混凝土将是高效的。

玻璃钢应用

FRP复合材料在加固中的应用, 改造和修复钢筋混凝土结构近年来增长显着，主要原因是需要延长基础设施的使用寿命并改善全世界的基础设施。纤维增强塑料的主要优点是耐腐蚀性强、易于在安装现场安装以及重量轻。大量使用 FRP 材料的另一个原因是这些材料成本的下降。在过去的二十年里，FRP 复合材料的使用被认为是用于普通建筑的奢侈和昂贵的方式，而如今其制造技术的进步已将这些材料的价格推低至远低于此。在过去的几年里，关于 FRPs 使用的技术知识，包括它们的机械性能和应用，玻璃钢复合材料。期刊和会议上有大量与 FRP 产品在改造中的使用相关的科学文章。这种不断增长的趋势见证了这项新技术的方法和重要性，它试图扩大对使用复合材料加固和改造结构的需求和关注，并提高设计和使用这些材料的技术知识。解释分析方法并考虑设计中的安全因素和经济因素导致制定了计算和执行实施的指南和法规，例如加拿大 ISIS、FIB 欧洲和 ACI 440 R代码。

导致越来越多地使用 FRP 加固项目的关键因素可归纳如下：

玻璃钢产品供应、生产和分销不断增长，导致玻璃钢价格下降，玻璃钢采购和销售增加。
近年来 FRP 材料和树脂性能的改进导致在大多数改造项目中使用这些新型材料。
FRP 材料的防腐性能和高机械强度导致了两项重要任务的结合：混凝土、钢材、桥梁、管道、水库以及石化和工业设施的加固和防腐涂层，同时节省了时间和成本。
使用玻璃钢加固混凝土结构比破坏钢筋混凝土结构构件和传统改造成本更低。
改进后的玻璃钢生产方法导致以较低的玻璃钢价格生产出具有更高阻力性能和更高技术规格的产品。
现在可以使用基体（环氧树脂 FRP ）优化 FRP 纤维成分，以更好地与 FRP 系统相容。

玻璃钢加固材料

有两种一般类型的 FRP 材料可用于建造、改进和改造结构。这两种类型包括 FRP 钢筋和 FRP 覆盖材料，例如FRP 包裹和 FRP 层压板。除了这两种类型之外，现在还使用 I 形和 U 形、箱形和角形 FRP 型材来建造新结构和修复建筑物。下面介绍上述任意一种材料在玻璃钢加装系统中的应用。

玻璃钢钢筋

FRP 钢筋由三种类型的 GFRP 玻璃纤维、CFRP 碳纤维和 AFRP 芳纶纤维与环氧树脂、聚酯树脂和乙烯基酯树脂制成，如今用于各种行业和建筑改造。一种使用FRP钢筋进行加固加固的方法是近表面（NSM）法，其中包括NSM FRP棒和 NSM FRP 条。钢和混凝土的组合是一种高强度化合物，钢和混凝土之间的这种适当配合使其成为混凝土截面中最易利用和最优质的混凝土构件之一。但是有一个问题叫做钢的氧化。特别是当由于缺乏适当的混凝土和裂缝、混凝土涂层不足、不适当的天气条件等原因时，钢构件暴露在水分、盐、氯化物等中，并开始响起并导致混凝土爆裂. 使用 FRP 主轴可以解决此问题。高强度拉伸玻璃钢主轴，弹性模量可接受，耐腐蚀性高，抗疲劳和蠕变性能好，与混凝土的附着力好，对电磁波绝缘，重量轻，重量轻，这使得它易于安装和快速操作。是一种非常适合替代钢材的元素，提高承载力，增加结构强度，减少腐蚀，结构轻量化。

在设计计算中还要注意FRP材料的耐火性较低，设计时可忽略不计，但可通过使用防火树脂来提高。如果混凝土保护层出现纵向裂缝，钢筋与混凝土之间的粘结力会急剧下降。此外，如果 FRP 暴露于紫外线、强碱性环境、频繁的干燥和熔化以及熔化和冷冻循环，它们的性能将显着降低。实验表明，FRP 钢筋没有延展性，并且在失效之前它们将呈线性行为。因此，FRP 支撑的混凝土梁在失效前表现出线性行为，因此它们的失效是脆性的。

玻璃钢条

作为现代工程方法，FRP 条主要用于改造、改进和增强现有结构性能或修复当前结构中造成的损坏。如前所述，使这种材料适合改装的关键特性是其非腐蚀性和高抗重量比。因此，已经开发了各种技术来使用FRP材料加固混凝土结构。粘附到混凝土构件外表面或任何其他表面的 FRP 条被称为 EBR-外部粘合钢筋。

例如，使用 EBR 方法加固钢筋混凝土梁以抵抗弯曲，是通过将 FRP 板粘贴到梁的受拉面上来完成的。在用这种方法安装板材之前，安装表面的准备工作特别重要。表面处理包括消除污染物和不良表面层，以改善底层性能并创建具有合适结构的新表面。为此，首先，使用表面摩擦、喷砂或水压等方法，将混凝土表层减薄至一个实例，使骨料表面出现并提供更坚固的表面，从而在 FRP 层与具体的。然后，利用气压或水压，去除混凝土表面的灰尘和粉尘颗粒。然后，使用合适的材料填充孔隙，最后使用合适的环氧树脂将 FRP 板粘合到混凝土表面。在这种方法中，预制 FRP 板材（在工厂准备的板材，如可采用碳纤维复合材料层压板）或现成的就地方法（在现场镀有粘合剂的玻璃钢纤维）。为减少剥离现象发生的概率，应提高板材与混凝土的粘结质量。表面安装可以通过简单、常规的方式进行，或者在将 FRP 板连接到梁的表面之前对其施加预应力，或者通过提供必要的密封，例如在 FRP 板底部的 U 形条带板材，以减少板材从梁负载表面脱离的可能性，完成。

FRP 加固解决方案

现在玻璃钢修复、加固和改造工程普遍，使用玻璃钢材料可以增强结构损伤和强度。在过去的二十年里，随着基础设施的侵蚀和加固结构以满足严格的设计要求的需要，世界各地对建造和修复结构的重视一直受到关注。另一方面，结构的抗震重建，特别是在地震多发地区，变得非常重要。同时，已发现使用 FRP 复合材料作为外部增强材料的技术在独特的FRP 机械性能方面尤为重要，包括高强度、轻质、耐化学性和易用性。另一方面，由于快速实施和低成本，这些技术变得特别有吸引力。

FRP 复合材料最初用作混凝土桥梁的加固材料以及钢筋混凝土柱的约束；然而，由于最初的研究努力，自 20 世纪 80 年代中期以来，FRP 材料在结构改造中的使用有了很大的发展。已经对木制、砖石甚至金属结构进行了各种应用。包括梁、板、柱、剪力墙、节点、烟囱、拱、穹顶和桁架在内的各种构件均采用 FRP 材料加固。

与使用钢拉杆和钢螺旋相比，使用FRP的约束技术具有对整个柱横截面提供连续约束的能力。此外，由于非常好的固有 FRP 特性（高抗重量比、高抗腐蚀和电磁中性），它们可以成功地用于加固和重建混凝土构件。FRP 钢筋可用于混凝土梁和混凝土板，以替代所需的全部或部分拉伸钢筋。它还可以用于混凝土接缝并增加其延展性。玻璃钢也用于加固剪力墙。玻璃钢可以增加墙体的延展性，起到约束作用。