CFRP材料在土木工程中的应用现状及前景.pdf

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1、王奇：CFRP材料在土木工程中的应用现状及前景酸黧趱麓琵感趣巍越蕊盛浚溺甄滋翳黼黧鬻嚣荔瑟瑟黧瀚篡霪谶中图分类号：TQl72文献标识码：B文章编号：1007-0389(2010)01“3—帕CFRP材料在土木工程中的应用现状及前景王奇(合肥水泥研究设计院，安徽合肥230051)摘要：碳纤维复合材料(简称CFRP)是一种高性能材料，其在建筑结构加固技术中的应用优势显著。在综合介绍CFRP加固技术的技术特点基础上，重点就该加固技术在混凝土结构加固、钢结构加固和砌体结构加固方面的研究进展和应用情况进行了综述性的介绍，并对CFRP在

2、工程加固领域的应用前景加以展望。关键词：结构加固，CFKP，混凝土结构，钢结构，砌体结构．ApplicationstateofCarbonFiberReinforcedPolymersinstrengtheningtechnologyofcivilengineeringWangQi(HefeiCementResearchandDesignInstitute，Hefei，Anhui，230051)Abstract：Carbonfiberreinforcedpolymerlaminate(CFRP)isahighperforma

3、ncematerialwhichhasobservableapplicationpredomi-Haliteinbuildstructurereinforcingtechnology．Firstlyintroduceditscharacteristics，andthenexpatiatedontheapplicationofCFRPinreinforcingconcretestructure，steelstructureandbrickstructure．Finally，gavetheapplicationprospecto

4、fCFRPinreinforcingensi-neering．Keywords：structurestrengthening；CFRP；concretestructure；steelstructure；brickstructure0前言一个国家的建设基本上分成三个阶段：大量新建阶段、加固与新建并重阶段、以加固为主阶段。我国现在已经迈向了第二个阶段，所以加固业在我国的土木工程中越来越受到重视。目前所采用的结构加固技术主要有：增大截面法、体外预应力法、粘钢加固法等，但这些方法都存在许多缺点，如增加结构体积、自重，容易腐蚀，后期养

5、护费用高，施工工序较多，质量难以保证等。碳纤维复合材料(CarbonFi．berReinforcePlastic，以下简称CFRP)±Jtl同技术是利用树脂类粘结剂(建筑结构胶)将碳纤维粘贴到结构或构件的表面，形成复合材料体，通过碳纤维与构件的协同工作，来提高结构或构件的承载力和延性的一种加固技术方法，它克服了以上传统加固方法的缺点，在越来越多的领域得到应用。我国对碳纤维用于结构加固领域的研究开始于1997年，根据国内研究的成果，中国标准化制定委员会于2003年制定并出版了《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》(CECSl

6、46：2003)Ⅲ，对这项技术在国内工程界的广泛应用奠定了基础。1CFRPJJfl固技术的技术特点相对于传统加固技术，碳纤维加固技术具有以下优势。(1)高强质轻。碳纤维复合材料的密度不足钢材的115，强度却是钢材的8一10倍；碳纤维布质量轻且厚度薄，经加固修补的构件，基本上不增加结构的自重和尺寸，也不会减少建筑物的使用空间。(2)耐久性好。碳纤维复合材料是一种良好的绝缘材料，具有良好的耐碱、酸、盐等化学介质腐蚀的能力。这种特性使碳纤维加固技术在腐蚀环境下进行加同有很大优势。(3)耐疲劳性能好。一般金属的耐疲劳强度是其拉伸强度

7、的40％～50％，而CFRP材料的疲劳强度为其拉伸强度的70％～80％。(4)减震性能好。CFRP自振频率高，可避免早期共振，同时其内阻较大，一旦激振后可迅速衰减。(5)无电磁感应。(6)适用面广、便于施工。碳纤维布可以任意地裁剪，所以这种加固技术可以广泛地运用于各种结构类型、各种结构形状和结构的各个部位，且不改变结构形状、不影响结构外观。施T时不需要大型的机械设备，占用施工场地少，没有湿作业，工效极高。2CFRP材料加固技术研究现状迄今为止，碳纤维加固技术主要应用在以下几个方面。2．1在混凝土工程中的应用研究因工程中遇到的

8、主要是对混凝土工程进行加固，所以目前对混凝土抗弯、抗剪加固及柱的抗震加固研究和运用最多，相应的计算理论也最成熟。应用碳纤维布进行抗弯加同主要是利，}}j碳纤维求淀工程型堂一63—王奇：CFRP材料在土木工程中的应用现状及前景抗拉承载力高的特性，将碳纤维布粘贴在构件的受拉面，使之与混凝土共同