【52監測網訊】第193期 玄武巖纖維網格橋梁綜合加固關鍵技術
 52監測網專家報告分享-第193期 《玄武巖纖維網格橋梁綜合加固關鍵技術》 汪昕 吳智深 賀衛東 東南大學 目錄 一、背景和需求 二、玄武巖纖維網格一體化技術 三、玄武巖纖維網格-混凝土界面性能 四、長壽命快速結構加固技術 五、結論 內容介紹 一、背景和需求
高性能玄武巖纖維具有高綜合性價比——針對結構材料高性能長壽命及綠色低碳化，彌補碳纖維-玻璃纖維之間應用的空白區重大需求。
玄武巖纖維概述 經過十余年技術攻關，攻克了玄武巖纖維的高性能化、穩定化和量產化系列難題，已成為為穩定、高性能的結構材料。
玄武巖纖維復合材料性能特點 ? 力學性能 ? 強度高：筋拉伸強度1200-1500MPa，型材800-1000MPa；普通鋼材的3-5倍； ? 質量輕、便于安裝：密度2g/cm3，鋼材的1/4； ? 疲勞性能好：疲勞強度60-85%fu（遠高于鋼材） ? 蠕變性能良好：長期蠕變斷裂應力在0.54fu以上，蠕變率<3%(0.5fu)，玻纖蠕變斷裂應力0.3fu； ? 高低溫性能 ? 耐高溫性能好：500度強度仍保持50%（特種900-1200度）； ? 耐低溫：低溫-200~-100度（根據樹脂體系） ? 抗凍融循環性能：200次凍融循環強度沒有明顯降低； ? 耐腐蝕性能 ? 耐紫外線強：強度、彈性模量的變化幅度在10%以內； ? 耐酸堿鹽性能好：尤其是耐腐蝕（海洋環境）、預測100年強度退化15%； ? 功能性指標 ? 低導熱系數：0.04W/mk，（鋼鐵：48W/mk）； ——保溫隔熱材料 ? 熱膨脹系數：8x10ˉ?/℃，（混凝土: 8x10ˉ?/℃）； ——與其他材料兼容性好 ? 絕緣材料：體積電阻率1.5x1013?·m，（E-玻纖：1x1012?·m）； ——絕緣無電磁感應 ? 介電常數/介電損耗(10GHz)：2.61/0.0068，（E-玻纖：6.13/0.0055）； ——透波性結構 ? 低磁導率：4πx10ˉ?SI (1x10ˉ?CGSM)（低磁鋼的1/10） ——無電磁感應結構 高性能纖維材料與無機膠凝材料結合：
提出FRP網格高性能長壽命加固方法
二、玄武巖纖維網格一體化技術 目前，部分工程采用纖維格柵加固，存在嚴重安全隱患：
三、玄武巖纖維網格-混凝土界面性能
兩類界面的應力傳遞機制完全不同，有必要對FRP網格-混凝土界面開展研究 FRP網格-混凝土界面性能
四、長壽命快速結構加固技術 FRP網格抗彎/抗剪加固的優勢
? 抗彎加固 針對結構抗彎性能不足，開展了抗彎加固試驗研究
? 疲勞加固 針對結構疲勞性能不足，開展了疲勞加固試驗研究
? 抗剪加固 針對結構抗剪性能不足，開展了抗剪加固試驗研究
? 抗震加固 ? 針對橋墩（包括水下墩柱）提升綜合抗震性能的迫切需求，建立了橋梁災后可恢復性綜合提升的網格加固方法 1）闡明網格環向約束防止鋼筋屈曲的作用機理，提出延性設計方法
2）闡明網格縱向限制混凝土柱側向位移的作用機理，建立網格加固混凝土柱可修復評估方法，實現結構損傷定量控制
? 加固工法 獲江蘇省交通運輸廳江蘇省公路水運工程施工工藝大賽十佳工法，得到全省推廣應用-原交通部總工程師周海濤評價：“繼粘鋼板加固、外貼碳纖維布加固后，FRP網格加固開辟了舊橋加固的新途徑和方法” 建立FRP網格陸地、水下結構成套加固工法：
應用：玄武巖纖維網格南京長江大橋加固、BFRP板條河網格組合加固隧道、玄武巖纖維復合材料（BFRP）網格在黃矛海跨海大橋的應用
五、結論 1）在纖維布樹脂粘貼加固的基礎上，通過加固材料和粘結材料的創新發展，提出了玄武巖纖維網格聚合物砂漿加固方法； 2）通過玄武巖纖維網格一體化技術、界面粘結性能的系統研究提升了網格利用效率，保障了粘結效果； 3）該技術可顯著提升橋梁結構抗彎、抗剪、延性和震后可恢復性，對提升橋梁在疲勞荷載下的使用壽命效果明顯；
《玄武巖纖維網格橋梁綜合加固關鍵技術》 汪昕 吳智深 賀衛東 東南大學 玄武巖纖維生產及應用技術國家地方聯合工程中心 注：本內容僅供個人研學交流，版權歸原作者所有 |
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