摘要:本文将着重介绍运用玻璃纤维板进行加固的方法,介绍了玻璃纤维板的基本性能,对玻璃纤维板的加固原理进行了分析和总结,探讨了玻璃纤维板在加固工程中应用的广阔前景。
近年来纤维加固方式在加固领域显示出其特有的优势。本文主要简述玻璃纤维板在加固方面的应用。玻璃纤维板是以玻璃纤维为增强材料,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玻璃纤维板加固的加固方法,介绍了玻璃纤维板的基本性能,对玻璃纤维板的加固原理进行了分析和总结,探讨了玻璃纤维板在加固中应用的广阔前景。
玻璃纤维质量轻,拉伸强度高,弹性模量高,刚性强,具有十分优异的力学性能。此外,玻璃纤维具有不燃性,耐化学性佳,吸水性小,耐高温性佳,加工可塑性佳,透光性强。种种优点都表明玻璃纤维足以成为纤维复合增强材料的重要元素。
固化后的环氧树脂具有良好的物理和化学性能,它用于金属和非金属材料的表面具有优异的粘结强度,良好的介电性能,收缩性能优异,尺寸稳定性,高硬度,较好的柔韧性,耐化学腐蚀性好,因此被当做粘结剂广泛用作各个领域。
首先,由于玻璃纤维板结合了玻璃纤维的优异性能与环氧树脂的固化性,玻璃纤维板的物理性能体现在其具有优异的拉伸强度、耐腐蚀、耐高温、韧性好,尤其是性价比高。以下表1是玻璃纤维板与钢板的对比。
由上表可知,玻璃纤维板的抗拉强度仅是钢板的2倍左右,这同时也是反映了玻璃纤维性脆的缺点,却仍然优于钢材[1]。玻璃纤维板板的低密度,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,相对的节约了施工成本。
除此之外,玻璃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。乙烯基树脂碳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,玻璃纤维板用于建筑加固都能增强基体的耐腐蚀性,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保养费用。
3. 玻璃纤维板优势
玻璃纤维板的优势可以细分为资源优势与经济优势,玻璃纤维可以通过废旧玻璃球拉丝熔炼而成,因此原材料资源丰富。相比于芳纶纤维、碳纤维等提取工艺复杂的纤维材料,玻璃纤维板则具有“平民”气质,不仅提炼简单,资源丰富,其加工性也很好,适用于多种领域与施工环境。
经济优势则是:玻璃纤维板具有优异的抗震性能和剪切性能,对工程造价而言,无需重型机械,简化施工难度、提高施工效率、缩短施工周期,节约15%以上的材料使用费,同时房屋桥梁的有效负载的大幅度提升,使用寿命延长,从而降低施工单位的维护成本。除此之外,玻璃纤维板较好的耐腐蚀性使其在受化学腐蚀严重的的地区都不受影响,其用于桥梁混凝土结构加固时使用寿命普遍长于传统钢板,并且对加固构建不需进行特别的防护处理。很大程度上减少了桥梁路面后期保养的费用。由此可见玻璃纤维板不论是在施工成本还是材料使用费上相对钢板都具有较好的经济性。
4. 玻璃纤维板加固原理及施工流程
玻璃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玻璃纤维板,玻璃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,使玻璃纤维板与加固基体形成一个新的复合体,即使玻璃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,提高结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。
施工流程
施工放线----砼粘贴面机械切槽沟-----玻璃纤维板糙化------玻璃纤维板配胶、涂胶-----玻璃纤维板粘贴----结构胶固化养护-----检查验收现场
施工步骤图
1、混凝土切槽
2、玻璃纤维板糙化处理
3、混凝土粘结面涂胶
4、玻璃纤维板涂胶
5、粘贴玻璃纤维板
6、粘贴完成
7、隐蔽防护
5.玻璃纤维板在加固应用概况简述
玻璃纤维板的低密度、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玻璃纤维板将在结构的加固补强中得到广泛应用。玻璃纤维板做补强混凝土结构时,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,玻璃纤维板施工工艺简单方便[2]。相较于其他的加固方式,利用玻璃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。
6.总结
玻璃纤维板结合了环氧树脂与玻璃纤维优异的力学、物理、化学性,被广泛用来解决建筑、隧道、桥梁混凝土等结构的加固补强。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玻璃纤维板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,为玻璃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.
作者简介:
陈静波,男,海宁安捷复合材料有限责任公司,总经理,研究方向:复合材料的开发与应用。