利用芳綸纖維可補(bǔ)強(qiáng)加固混凝土結(jié)構(gòu)

　　眾所周知，混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)今建筑行業(yè)中的主要結(jié)構(gòu)形式。無(wú)論在水利工程、工業(yè)與民用建筑工程、道路橋涵、海港碼頭等工程項(xiàng)目中，都離不開(kāi)混凝土及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)幾十年的基本建設(shè)后，我國(guó)已有建筑物的維修、改造和加固成為亟須解決的問(wèn)題之一。

　　我國(guó)大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)物，隨著使用期的增長(zhǎng)，運(yùn)行條件的變動(dòng)，自然環(huán)境的影響以及原有設(shè)計(jì)和施工中存在的問(wèn)題，導(dǎo)致工程功能衰竭或喪失，影響工程的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。對(duì)于這些出現(xiàn)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)，實(shí)際情況并不允許將其全部推倒重建，而只能采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固與處理，使這些結(jié)構(gòu)仍能滿(mǎn)足人們對(duì)建筑物安全性、適用性和耐久性的要求，繼續(xù)為社會(huì)服務(wù)。

　　目前，我國(guó)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物的維修加固方法，較多采用一些常規(guī)的加固方法，如體外預(yù)應(yīng)力加固法、增大截面加固法、粘貼鋼板加固法等。這些傳統(tǒng)的加固方法存在耐腐蝕性差、構(gòu)件自重較大、對(duì)原結(jié)構(gòu)影響大及施工難度大等缺點(diǎn)。為此，需要新材料、新工藝用于補(bǔ)強(qiáng)加固工程。近幾年來(lái)，隨著新材料的開(kāi)發(fā)和利用，芳綸纖維（AFRP）等聚合物纖維材料開(kāi)始應(yīng)用于結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固領(lǐng)域。

　　芳綸纖維（AramidFiberReinforcedPlastics，AFRP）補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)是用樹(shù)脂類(lèi)黏結(jié)材料將芳綸纖維布粘接于混凝土構(gòu)件表面，借助芳綸纖維良好的抗拉強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)構(gòu)件承載能力及剛度，從而使結(jié)構(gòu)及構(gòu)件得到加固補(bǔ)強(qiáng)。該技術(shù)通常以混凝土橋面板、墩、梁、柱、煙囪以及隧道內(nèi)襯為對(duì)象進(jìn)行構(gòu)件的抗彎補(bǔ)強(qiáng)、抗剪補(bǔ)強(qiáng)，防止混凝土開(kāi)裂、剝落等。

　　芳綸纖維補(bǔ)強(qiáng)加固方法所用的樹(shù)脂材料包括基底樹(shù)脂（FP）、整平樹(shù)脂（FE）和浸漬樹(shù)脂（FR）。基底樹(shù)脂涂布在結(jié)構(gòu)體表面，確?；炷僚c纖維布及浸漬樹(shù)脂之間有高度的黏結(jié)力。整平樹(shù)脂是用于修補(bǔ)底表處理時(shí)未能修復(fù)的混凝土表面氣孔等。浸漬樹(shù)脂的作用是將纖維布浸透，與基底樹(shù)脂粘結(jié)，同時(shí)使纖維布硬化?；讟?shù)脂和浸漬樹(shù)脂同為常溫硬化型,可根據(jù)施工條件（溫度、硬化時(shí)間、混凝土表面狀況等）來(lái)選擇最佳種類(lèi)。

　　芳綸纖維作為一種加固材料，與普通混凝土的線膨脹系數(shù)相近，這就保證了不會(huì)由于溫度變化而引起兩者之間的粘接破壞。對(duì)混凝土表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚ù蚰ァ⑶逑?、刷底涂）以后再粘貼芳綸纖維，可以保證兩者之間有良好的黏結(jié)力。芳綸纖維加固技術(shù)除了具有良好的材料性能和廣泛的適用范圍外，與傳統(tǒng)的加固技術(shù)相比，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：材料的搬運(yùn)安置無(wú)需重型機(jī)械。即使材料運(yùn)輸通道受限或場(chǎng)地條件惡劣，在狹小作業(yè)空間內(nèi)也可施工。作業(yè)工種少。施工作業(yè)不必多工種，無(wú)需專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，只需少數(shù)人，可以高效施工。與形狀變化混凝土結(jié)構(gòu)的黏和性好，對(duì)有曲線、斷面變化的復(fù)雜形狀的建筑物的補(bǔ)強(qiáng)容易進(jìn)行，比較適合形狀和斷面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。完工后結(jié)構(gòu)增加荷載少，加固后不會(huì)對(duì)補(bǔ)強(qiáng)建筑或基礎(chǔ)產(chǎn)生附加荷載。補(bǔ)強(qiáng)后斷面形狀幾乎不變，可以最大限度地利用空間，滿(mǎn)足限界要求。絕緣性好，消除了有電引起的安全隱患，對(duì)鄰近電磁波不會(huì)產(chǎn)生干擾。物理性能穩(wěn)定，耐腐蝕性好，對(duì)加固構(gòu)件不需進(jìn)行特別防護(hù)處理，容易維護(hù)管理。另外，芳綸纖維片材成品為卷材，可以根據(jù)需要任意裁剪，也可以用于特種結(jié)構(gòu)中環(huán)狀構(gòu)件、殼體、球體、拱等多種結(jié)構(gòu)形狀及曲面的加固。

　　芳綸纖維技術(shù)以其強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、施工便捷等優(yōu)良特性受到工程界的普遍關(guān)注，是極具發(fā)展?jié)摿Φ氖┕し椒ǎ毡疽阎鸩綄⑵溆糜趯?shí)際工程中，并且取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

　　在我國(guó)，芳綸纖維技術(shù)還未受到人們的廣泛關(guān)注，同時(shí)由于該項(xiàng)技術(shù)涉及到鋼筋混凝土強(qiáng)度理論，芳綸纖維物理力學(xué)性能與組合結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性及抗震性能這3個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，故對(duì)其加固機(jī)理，抗震性能方面還有待進(jìn)一步研究。但隨著芳綸纖維材料的國(guó)產(chǎn)化及其價(jià)格的降低，芳綸纖維補(bǔ)強(qiáng)加固技術(shù)必將在我國(guó)的混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固工程中發(fā)揮重要的作用。