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建筑過程中我們需要用到各種各樣的加固材料。對于用量以及裝修方式也是有很多要求。今天我們要了解的是加固材料的國際發展史。
建筑物的鋼筋砼結構由于設計或施工失誤、使用中遭受損失等原因導致結構承載力下降，在梁、柱等構件上出現裂紋，這時需要對結構件進行補強加固。以往采用外包鋼筑砼、外包角鋼、增加支點、加預應力拉桿等施工方法，但都存在一些缺點，諸如要增加構件尺寸，占用使用空間，有的施工工作量大且技術要求高，很難用傳統的方法來完成。使用環氧樹脂結構膠在砼裂紋處粘鋼板或纖維復合材料增加鋼筋砼構件強度，由于它可應用于各類建筑物的粘接以承受較大的負載，并具有性能優良、施工簡便、造價低廉等優點，自20世紀50年代末應用以來得到了迅速發展。建筑結構加固在國際上的發展歷史主要圍繞新型加固材料環氧樹脂結構膠、FRP(纖維增強復合材料)及其相關制品、創新品(如FRP主筋和格柵、FRP片材、FRP 預應力體系等)在建筑領域的應用。
一、環氧樹脂結構膠
上世紀50年代末，美國等已將環氧樹脂結構膠應用于公路、橋梁、機場跑道等工程中。原聯邦德國在1958年開始研制化學錨固膠，隨后逐漸在其他國家發展起來。進入20世紀70年代，錨固膠從礦山使用走向鐵道、水利及各類建設工程的施工與改造。
環氧樹脂結構膠
二、FRP主筋和格柵
日本FRP加固的歷史始于制造技術部門于1970年進行的反復試驗。1980年?人們把極細的FRP絲聚集成束?在其拉緊狀態下浸漬在樹脂粘結劑中成模和進行承壓。此后就有了更多的發展?如一些普通的主筋類型包括直纖維?多股絞線和編織物的形式?還有一種是用纖維織在表面或將砂粒粘結在表面以提高其粘結能力。FRP格柵由多層纖維 束組成?它是將纖維束浸漬在樹脂中?在受拉狀態下以適當的角度交叉編織成格柵?最后壓緊。還有一種三維織物?它的纖維以三個互相垂直的方向交錯編織在一起。這些產品都是在織物制成后再用樹脂 浸漬而成。
碳纖維網格
三、FRP片材
日本FRP片材的最早研究是在1978年?作為用來提 高建筑物抗震能力的一個手段。從那時起?研究開始在幾個學會和組織中進行。1995年阪神-淡路大地震帶來了巨大的破壞?更要求提高建筑物的抗震能力。這樣?對更有效的加固技術的需求促使這項技術的應用和發展迅速加快。此外?眾多的組織推動了FRP設計和施工標準的誕生。
碳纖維布
FRP用于美國的混凝土加固始于1960年在密西西比州威克茨堡(Vicks-burg)的美國軍事工程組織Waterways試驗站?這項開創性 的工作集中在GFRP加固上?自此?便認為FRP有加固混凝土結構的能力 。然而?在波特蘭水泥的混凝土建筑物上較低模量的玻璃纖維并未能發揮出良好的性能。將近20年的間歇期后?隨著復合材料工業的蓬勃發展及相關產品的陸續推出?對使用FRP進行加固的需求開始出現了。促使人們再次考慮FRP加固的原因?是人們為了保證全天候的行駛條件而在橋面和路面上撒的防凍鹽?這種鹽導致了混凝土結構和橋面板中鋼筋的嚴重銹蝕?FRP再次成為能夠防止這種腐蝕發生并用于加固的候選者。
四、FRP預應力體系
1980年?歐洲和日本曾介紹FRP預應力體系。1986年?德國的一座橋梁中使用了后張法玻璃纖維預應力絲束;在英國?無粘結的Parafil絲束被用于后張法鐵路和高速公路橋的大梁中;使用有粘結的FRP預應力絲束的小尺寸梁則在康奈爾大學進行了成功的試驗;美國南德克他州礦業技術學校開發出了玻璃纖維基的FRP絲束。這些早期的范例指明了對整個絲束體系包括錨固和連接設備的要求?在開發這些硬件期間?人們并沒有找到問題的答案?直到日本的工程界開發出整套體系?美國的研究人員和試驗項目才得以使用它們?但是?昂貴的FRP絲束和它們為人們所注意到的脆性性質以及實際運用上的敏感性妨礙了其廣泛的使用。
預應力碳纖維板體系
國際加固行業現狀：丹麥每年用于加固改造和新建的投資比約達6:1，而英國的這個數字維持在1:1以上。自2004年以來，美國建筑行業每年的投資有近50%用于建筑加固改造。
