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玄武岩纤维板在桥梁加固中的应用

1、环氧树脂玄武岩纤维板加固原理

玄武岩纤维预浸热固性环氧树脂后，在模具内固化并通过连续拉挤成型成为环氧树脂玄武岩纤维板，玄武岩纤维提供了板材所需要的高强度，树脂提供了较好的耐腐蚀性能。芳纶纤维板耐热性能稳定，不论是在204℃的超高温情况下还是-196℃的超低温情况下，芳纶纤维板都可以不分解不熔化，其用于建筑加固都能增强基体的耐腐蚀性，耐久性，延长建筑物的使用寿命，从而在一定意义上降低了工程的维护成本和***费用。加固过程中，使用粘钢胶沿受拉方向或垂直于裂缝方向粘贴在要补强的结构上，包括梁、柱、悬挑梁、板等需要加固和变更的工程，使玄武岩纤维板与加固基体形成一个新的复合体，即使环氧树脂玄武岩纤维板与原有钢筋混凝土结构共同受力增大结构的抗裂或抗剪能力，提高桥梁结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

2、环氧树脂玄武岩纤维板在桥梁加固应用概况

   环氧树脂玄武岩纤维板的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强、抗压抗剪强度大这些优异性能都决定了环氧树脂玄武岩纤维板将在桥梁结构的加固补强中得到广泛应用。（5）张拉预应力碳纤维布与压紧条安装：将锚固板安装在构件的另一端的张拉板上，轴承压在锚固板上，安装千斤顶并调整处于水平位置，加压张拉至设计张拉应力值的15%，刻录锚具张拉移动起始线。玄武岩纤维板坐补强桥梁混凝土结构时，不需要增加螺栓和柳钉固定，对原混凝土结构扰动较小，相较于置换混凝土加固法、化学灌浆施工等加固方法，环氧树脂玄武岩纤维板工艺简单方便。相较于其他的加固方式，利用环氧树脂玄武岩纤维板加固有显而易见的优势，并作为一种新兴技术，得到愈来愈多的青睐与肯定。三、浅析碳纤维布加固***原理及施工工艺据了解碳纤维布加固技术在90年代在我国建筑工程和桥梁隧道工程领域中开始被应用，在早期其加固费用昂贵，碳纤维布加固技术的发展被限制，随着我国科技实力的不断发展，碳纤维布加固的造价不断降低，使的碳纤维布加固技术日益成熟，其应用领域不断增大，让碳纤维材料在工程应用领域中得到了推广。

碳纤维布加固混凝土柱：

采用碳纤维布对混凝土进行加固，其原理是利用了碳纤维的高抗拉强度和对混凝土的约束作用，使得混凝土处于三向受压状态，从而提高混凝土柱的极限承载力和压缩能力。

碳纤维布加固混凝土梁：

根据实验研究成果，碳纤维布加固梁的***形式有以下几种：

1、界限***，当碳纤维和钢筋的配置率适当，在受压混凝土达到极限应变的时候，受拉区纤维刚好达到极限强度，此时材料的强度得到充分发挥，截面的延性也达大值；

2、适筋***，钢筋受拉屈服，受压区混凝土被压坏，碳纤维未达到极限应变；

3、少筋***，受拉钢筋先达到屈服，然后碳纤维片材超过极限拉应变，并达到极限状态而被拉坏，而此时受压区混凝土尚未***；

4、超筋***，加固量过大，受拉钢筋屈服前，受压区混凝土被压坏；

5、粘接***，在达到正截面极限承载力前，碳纤维片材与混凝土产生剥离***。

与此同时，碳纤维布加固在工程中已经有了很多的应用，卡本碳纤维布在上海证券所加固工程以及清华附属中学等加固改造工程中得到了大范围使用。碳纤维加固胶一些重要的操作要点：（1）施工环境通风干燥必不可少，粘贴面洁净是***基本的操作要求、打磨要粗糙彻底，油污的地方要用清水清洗干净。在这些工程中它们所有的一个共同病害就是混凝土结构出现裂缝，为了防止裂缝处钢筋与空气接触产生氧化，从而导致锈蚀，应对裂缝进行修补。对裂缝进行修补过后，在采用碳纤维布进行加固，大致过程如下：

1、首先按照图纸要求进行***放线；

2、采用硬毛刷对混凝土表面进行清理并将转角处打磨成圆弧状；

3、按设计要求裁剪碳纤维布；

4、涂抹底胶，粘贴碳纤维布，并沿着单向多次刮压，涂刷面胶，并对碳纤维布进行防护；

5、待胶固化后，对粘贴碳纤维布进行验收。

总而言之，碳纤维布加固技术与传统的增大截面加固法、粘钢加固法等相比，碳纤维布加固法具有抗拉强度高，耐腐蚀性好、自重轻、施工便捷等优点，为结构安全保驾护航。碳纤维是含碳量在90%以上的高性能纤维材料，是由有机纤维原丝在1000℃以上的高温碳化形成。与此同时，碳纤维布加固除了对开裂的梁板进行加固处理之外，还可在户型改造工程、房屋加层工程、地下室改造工程以及古建筑的修复工程中应用。

加固纤维板材介绍

纤维加固技术是在上世纪八十年代兴起的新兴技术，由于纤维复合材料优异的机械性能和化学性能，已备受工程界的青睐，并在工程加固中广泛应用。多层粘贴时，待碳纤维布表面胶液达到指干立即进行下一层施工，若延误一小时，必须等12小时后在施工。其中以玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维四种纤维增强材料运用为广泛。然而各种纤维材料的力学性能参数各有差别，其可设计性和加工性也各不一样。

1、玄武岩纤维

玄武岩纤维是一种新型的矿物纤维，是由玄武岩原材料经高温熔线拉丝而制成的。高强度和模量较高，可与混凝土的相容，它的价格是在芳纶纤维和玻璃纤维之间。由于其原材料来自天然玄武岩，产品性能非常大，也已经以多种形式成为加固材料在工程中应用。

2、芳纶纤维

芳纶纤维具有高强度、高模量、低延伸率、电绝缘性好、抗冲击性好、柔软可加工性、施工简便的优良性能。在使用碳纤维胶时主要需要注意以下几个方面：1、为了给碳纤维胶的风化创造条件，碳纤维胶的施工环境要求通风、干燥，作业的粘贴面洁净、不能出现油污。在许多方面和碳纤维是互补的，也是一种重要的纤维增强材料。芳纶纤维可单独使用，也可与碳纤维、玻璃纤维等混合使用。国外芳纶纤维的应用十分广泛，然而在我国，芳纶纤维作为结构加固材料在我国的应用仍处于起步阶段。

3、碳纤维

碳纤维作为加固材料，具有一定的固有缺陷，如抗冲击强度低、抗剪强度低、导电性强，会产生电磁干扰，应用范围有限。待调整好平整度后，将碳纤维布的两端固定在锚固板上，取下另一段的锚固板，放置在干净的塑料布上，以便于在梁上涂刷浸渍胶。由于其具有高强度、高模量、结构简单等优良的力学性能，在建筑工程使用中仍得到了广泛的应用。中国每年碳纤维年消耗量占世界总产量的四分之一，碳纤维是增长快的、发展潜力的是纤维增强复合材料。

4、玻璃纤维

玻璃纤维包括高强度玻璃纤维和无碱玻璃纤维，玻璃纤维的延伸率以及抗拉强度低，价格便宜，但弹性模量查，耐碱性差，受盐腐蚀性差，施工操作差。因此应用范围受限制较多，适用于加固要求低的场合。

梁结构加固方法优缺点

增大截面加固法是通过增加原梁的受力钢筋，同时在外侧新浇筑混凝土以增大梁截面。

优点：是对增大梁的轻度和刚度稳定性是效果明显的和有保障的，同时可以根据受力特点个加固目的灵活设计为单侧、双侧或三面包套，这为一些位置难以施工的梁提供了灵活性的处理方式，规范没有同其他加固方法一样限制只能提高40%的强度，对承载力相差较大的情况特别适用，该法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验，正基于这些优点，此方法为我们大部分结构设计同行的选。环氧树脂玻璃纤维复合筋易于切割，施工方便，刀盘可直接切割，可按不同工程要求生产各种不同规格的标准及非标准件。

缺点：设计到施工工艺相对其他加固方法较多，现场湿作业大，周期长，造价相对较大，对现场生产和生活有一定影响。（6）当气温偏低时，还可采取用红外线灯或碘钨灯对湿度进行加温，这么做可以促进固化。新、旧混凝土结合、新旧纵筋、箍筋的焊接等节点处理比较繁琐，完成质量跟施工队自身素质影响较大，增加了结构本身的自重和截面大小，也有可能改变了结构本身的刚度分配，造成相邻其他构件的连锁加固。

梁粘贴纤维复合材加固技术是利用碳素纤维布和结构胶对原梁进行加固处理

优点：纤维复合材的抗拉强度高，是同等截面钢材的7-10倍；重量轻、密度只有普通钢材的1/4；碳纤维复合材加固的耐久性好，可阻抗化学腐蚀和恶劣环境、气候变化的坏；碳纤维加固的施工方便快捷、省力节时、施工质量易于保证；加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，维护费用低。（四）碳纤维加固处理要点在进行结构加固处理前，先对梁板采取有效地卸载和支顶措施，然后按以下施工工序进行加固施工。

缺点：完成质量在很大程度上依赖碳纤维布和结构胶的选取，而现在市场上纤维材料和结构胶质量参差不齐，价格相差比较大，这样也就有些自身要求不严格的施工单位没有严格的按照设计要求选择材料，而材料是决定此加固方法效果的关键。2、预应力碳纤维布施工工艺（1）施工准备：在加固表面按照设计施工放样，准确确定预应力碳纤维布和两端锚具位置。还有就是本身方法的缺陷，两种不同材料的共同工作问题，规范虽然作了滞后效应的考虑，但实际当中加上施工的误差，材料本身的差异，理论跟现实是有较大出入的，且加固规范要求此法在加固时不能超过原构件承载力的40%，另外现场施工时还要注意防火问题。

维修碳纤维布加固的局限性

维修碳纤维布加固技术也一样，有它的局限性

1、维修碳纤维布的价格不低，对于部分有预算限制的加固工程比较局限。

2、粘贴维修碳纤维布的时候，如果收到的力超过了极限值会出现断裂。

3、目前碳纤维布市场鱼龙混杂，普通难以辨别优劣，还需要***人士区分。

碳纤维布材料会有应力滞后的缺点，导致性能浪费，只能发挥20%。