陈静波1，丁芳1
(1.海宁安捷复合材料有限责任公司，浙江，海宁 314400）
摘要：本文将着重介绍运用玄武岩纤维板在桥梁建筑物进行加固的方法，介绍了玄武岩纤维板的基本性能，对玄武岩纤维板的加固原理进行了分析和总结,探讨了玄武岩纤维板在桥梁加固工程中应用的广阔前景。
关键词：玄武岩纤维板 桥梁加固 应用研究
1. 前言
随着我国国民经济的快速增长，人民群众的生活水平也日益提高，家庭用车量的急速上升给现有的交通基础设施造成了很大的难题，尤其是桥梁建筑，更是存在着巨大的挑战。尽管国家有关部门已经在该方面投入了大量的人力物力，但是桥梁设施加固刻不容缓。
桥梁加固方法多种多样，近年来纤维加固方式更是在加固领域显示出其特有的优势。本文主要简述玄武岩纤维板在桥梁加固方面的应用。玄武岩纤维板是以玄武岩纤维为增强材料，以环氧树脂为基体材料，并渗入适量辅助剂（如交联单体、引发剂、促进剂、蚀变剂、阻燃剂、填料等），经拉挤工艺和加热固化处理形成的一种新型复合材料。本文将着重介绍一种利用玄武岩纤维板加固桥梁的加固方法，介绍了玄武岩纤维板的基本性能，对玄武岩纤维板的加固原理进行了分析和总结,探讨了玄武岩纤维板在桥梁加固中应用的广阔前景。
2.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[1]。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最为广泛[1]。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。
2.1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。
2.2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。
2.3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。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，碳纤维是增长最快、发展潜力极好的是纤维增强复合材料。
2.4玻璃纤维
玻璃纤维包括高强玻璃纤维（S玻纤）和无碱玻璃纤维（E玻纤）。玻璃纤维的延伸率以及抗拉强度低，价格便宜，但弹性模量差，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。
3环氧树脂玄武岩纤维板力学特性
首先，由于环氧树脂玄武岩纤维板结合了玄武岩纤维的高强度与环氧树脂的固化性，环氧树脂玄武岩纤维板的物理性能体现在其具有优异的抗拉强度、弹性模量、抗蠕变、抗震性能。以下表1是环氧树脂玄武岩纤维板与钢板的对比。
由上表可知，环氧树脂玄武岩纤维板的抗拉强度是钢板的2.5倍，弹性模量和伸长率更是优于钢材。玄武岩纤维板的低密度，降低了其自身的重量，从而使施工过程更为简单和轻便，降低了运输和施工过程的难度；环氧树脂玄武岩纤维板可以采用预应力的加固方式，更能发挥环氧树脂玄武岩纤维板高强度高模量的特性。
除此之外，玄武岩纤维板优异的化学性能也是使其优于其他加固方式的重要因素之一。环氧树脂玄武岩纤维板耐化学腐蚀性能优异，不论是在长期日晒雨淋的情况下还是酸碱环境恶劣，环氧树脂玄武岩纤维板用于桥梁加固都能增强基体的耐腐蚀性，延长桥梁的使用寿命，从而在一定意义上降低了桥梁工程的维护成本和保养费用。
3.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[1]。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。
4.环氧树脂玄武岩纤维板在桥梁加固应用概况简述
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。玄武岩纤维板做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施工工艺简单方便[2]。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。
5.总结
环氧树脂玄武岩纤维板结合了环氧树脂与玄武岩纤维优异的力学、物理、化学性，被广泛用来解决隧道、路面、桥面混凝土结构的腐蚀问题。其良好的性价比、施工简便、优异的防腐蚀性等优点使其逐步取代钢板，并在建筑工程领域占据一席之地，对国民经济的发展发挥着重要作用。是目前建筑结构抗震加固工程上的一种钢筋后锚固利用结构胶作用的连接技术。然而现实施工过程中仍然存在一些加固环氧树脂玄武岩纤维加固前后受力性能变化的规律，这就需要对加固基体的受力性能进一步研究，为玄武岩纤维板的广泛适用奠定坚实的理论基础。
参考文献
[1]叶列平,冯鹏. FRP在工程结构中的应用与发展[J]. 土木工程学报,2006,03:24-36.
[2]高德丰. 碳纤维加固技术在桥梁结构施工中的应用[J]. 民营科技,2011,07:266.
