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            芳綸布的產(chǎn)品特性及在煙囪維修服務(wù)中的應用
            日期:2014-10-29 15:24:31

            芳綸布的產(chǎn)品特性及在煙囪維修服務(wù)中的應用


            今天跟大家探討芳綸布在煙囪維修服務(wù)中的應用及芳綸布的產(chǎn)品特性


             1、引言


              煙囪維修工程學(xué)科的發(fā)展,在很大程度上依賴(lài)于性能優(yōu)異的新材料新技術(shù)的應用和發(fā)展。如對于傳統的鋼筋增強材料,應尋找一種強度高、重量輕、耐腐蝕和耐久性好的新材料;同時(shí),對于煙囪既有結構的加固、維修和改造又要經(jīng)濟、施工方便、美觀(guān),施工后結構承載力明顯提高等優(yōu)異的物理力學(xué)性能的材料及技術(shù)所代替。


              工程常用的FRP 復合材料主要有芳綸纖維(AFRP),碳纖維(CFRP)和玻璃纖維(GFRP),其材料形式主要有片材、棒材和型材。所有的FRP都有一些共同的性質(zhì):輕質(zhì)高強、高彈模、在拉斷前均為彈性,熱膨脹系數低、各向異性、耐腐耐久性能好等,所以在煙囪加固結構工程中應用潛力巨大。另外,FRP復合材料使用維護成本低、可以自由裁減、節省材料、施工便捷,雖然其前期投資較大,但從長(cháng)期投資的角度看效益明顯。


              2、材料的基本特性


              本文提供了一種新型的用于煙囪加固結構工程的材料及相應的技術(shù),路威?2008 芳綸纖維,其主要成分是對苯二胺聚合物(PPTA),其中既含脂肪族主鏈又含芳香族主鏈,所以有牢固的分子結構,路威2008芳綸纖維是由直徑為12um 左右的單絲匯集在一起形成的多纖維狀結構,芳綸布是芳綸纖維由單向或雙向排列形成的一種片材,常用的是單向片材,它的力學(xué)性能指標主要如下表:


              它除了具有所有的FRP 復合材料共同性質(zhì):輕質(zhì)高強、高彈模、防腐耐久性能好等特點(diǎn),其次,它還有自己獨特的特點(diǎn),抗堿腐蝕能力強、不導電、抗動(dòng)載、抗沖擊性能好,這就使它在海港碼頭工程;絕緣性要求高的場(chǎng)所如地鐵、隧道及電氣化鐵路上路橋的施工;抗疲勞要求高的地方和沖擊大而頻繁的構件等,另外,由于它是一種有機材料,所以和同是有機材料的樹(shù)脂的浸透能力比其它FRP材料強,芳綸固化時(shí)間是其它FRP材料的1/3-1/4,經(jīng)濟效益相應就提高了,有著(zhù)其它FRP材料所不能比的優(yōu)勢。


              3、芳綸布在煙囪加固工程中應用領(lǐng)域


              梁:主要是煙囪加固的方式包括抗彎和抗剪,在進(jìn)行抗彎加固時(shí),芳綸布的纖維方向與梁的軸向一致,一般貼在梁的受拉側,已提高梁的承載能力,據有關(guān)試驗得出,只要該梁不是超筋梁,貼一層AK-40可以提高承載30%左右,貼兩層可以提高40%左右;在進(jìn)行抗剪加固時(shí),芳綸布的纖維方向與梁的軸向垂直。


              柱子:芳綸布是一種理想的柱子加固材料,首先,因為芳綸的彈模是118Gpa, 相對于碳纖維(彈模230Gpa),所以它的延性較好;其次,在進(jìn)行棱角打磨時(shí)一般只需要10mm左右,一般不需打磨,而碳纖維則需要30mm左右,芳綸就可以節約很多工時(shí),最后,由于芳綸布是一種柔軟的布,所以追隨性很好,特別是對于形狀不規則的承臺,芳綸布是一種理想的加固材料。


              砌體、板:一般對于板的加固凈空要求比較高,而且加固后要不影響其外觀(guān),所以用厚度很薄且柔軟的FRP復合材料進(jìn)行加固是一種理想的選擇。


              煙囪、水塔 :由于象煙囪水塔這樣向高空發(fā)展的結構,加固維修特別困難,傳統方法基本上很難解決這樣的問(wèn)題,而輕質(zhì)高強、耐腐蝕、耐久性能都很好的芳綸纖維就是一種很好的選擇。


              地鐵隧道:由于地鐵和隧道是一種在地下工作的結構,所以它的受力與地面結構是不一樣的,在洞頂和洞測都有土的力的作用,而且它也有凈空的要求,所以進(jìn)行裂縫修補時(shí),傳統的加固方法可能性很小,用芳綸布進(jìn)行加固維修就可以滿(mǎn)足它的各方面要求,因為在地鐵或隧道的拱定或側壁的裂縫一般是多向且不規則的,這就要求它的修復材料必須具有良好的抗剪性能才行,而且芳綸還是一種不導電的FRP材料,所以芳綸布在隧道地鐵工程中是一種最佳的選擇。


              4、芳綸纖維的應用特性


              不導電性:在現代的工程中,如地鐵、隧道、電氣化鐵路以及工業(yè)廠(chǎng)房等等,都對絕緣性要求很高,在這些工程的加固補強中,芳綸纖維有著(zhù)絕對優(yōu)勢,也給這些領(lǐng)域提供了一個(gè)最佳的選擇機會(huì )。


              耐腐蝕性好:特別是耐強堿腐蝕,這點(diǎn)其他FRP復合材料不能相比的,由于在海水對混凝土結構有很強的腐蝕性,主要是因為里面含氯離子較多的緣故,導致混凝土碳化,鋼筋銹蝕膨脹,所以在一些海港碼頭工程的加固及防護中,芳綸纖維是最佳的選擇。


              抗沖擊性:由于芳綸纖維的彈模是118Gpa,延性特別好,它的延伸率為1.8%,所以剛開(kāi)始時(shí)它在國外是用作軍工產(chǎn)品,如防彈衣等。用它加固一些對沖擊性要求很?chē)赖慕Y構中,如主航道的橋墩等


            抗動(dòng)載抗疲勞性能好:雖然碳纖維的抗拉強度非常高,但由于它是一種脆性材料,只能承受長(cháng)期的靜荷載,如果長(cháng)期承受動(dòng)載,就不能保證它的強度了,芳綸纖維則不受這個(gè)限制,早期主要用于軍工產(chǎn)品,而且是防彈衣的主要材料,由于其韌性比較好,所以相應的其抗疲勞能力就非常好,另外,芳綸纖維的抗剪切能力也是所有FRP材料中最強的。


              施工方便:主要是以下幾個(gè)步驟,表面處理——涂刷底膠——底層浸漬樹(shù)脂——粘貼芳綸布——外層浸漬樹(shù)脂——表面防護,而且操作非常簡(jiǎn)單。不需要大型的吊裝機械設備,一般不需要做倒角,方形柱子的倒角只要做10mm就可以了,因為芳綸是一種有機材料,與樹(shù)脂的浸潤性很好,且養護時(shí)間很短一般為幾個(gè)小時(shí),而類(lèi)似其它纖維則需要一至二周。


              5、各種加固方法的比較


              貼鋼板:在用鋼板加固時(shí),一般將鋼板貼在被加固的橋梁結構受力部位的外邊緣,同時(shí)封閉粘貼部位的裂縫和缺陷,約束混凝土的變形,但是,采用這種方法加固必須注意幾點(diǎn):首先,對鋼板的尺寸要求很?chē)栏?,抗彎時(shí)宜薄點(diǎn)以保證它和原結構的變形協(xié)調,抗剪時(shí)則宜厚點(diǎn),而且在錨固時(shí)應使端部鋼板延伸到應力較小區,防止應力集中對結構承載力的損害;其次,貼完后,必須對鋼板邊緣裂縫的進(jìn)行處理;最后,還要對鋼板進(jìn)行防腐處理,這也是一項長(cháng)期的任務(wù),所以綜合起來(lái)造價(jià)相當高,而且,它的使用范圍還有一定的局限性,一般只用在剛度要求很?chē)栏竦牡胤健?/p>


              擴大截面法:這種加固方法的原理在于通過(guò)增大受力面積來(lái)提高結構的承載力,這種方法一般都用在一些很小而且對凈空沒(méi)多少要求的結構中,優(yōu)點(diǎn)是成本較低,缺點(diǎn)是增加原結構的自重同時(shí)凈空減小了,工期長(cháng),有很大的局限性,在目前,現在較大的工程都不會(huì )用它。


              碳纖維:在目前的FRP材料加固市場(chǎng)中,碳纖維占的比例最多,種類(lèi)也很多,進(jìn)口的和國產(chǎn)的都有,常用的規格一般為0.11mm的和0.167mm兩種,它的作用機理和我們的路威? 2008芳綸纖維以及其它FRP復合材料基本是一致的,利用其輕質(zhì)高強、高彈模、耐腐蝕耐久性能好等優(yōu)勢對結構進(jìn)行加固,雖然它能很大的靜載,但由于碳纖維是一種易發(fā)生脆性破壞的材料,所以如果經(jīng)常承受動(dòng)載或沖擊,就不能保證它的強度的發(fā)揮了,而芳綸纖維的極限破壞形式為塑性破壞,另外,碳纖維,還是一種導電的材料,所以在絕緣性要求很高的電氣化鐵路、地鐵及隧道工程中,也不宜用它,而同為高強高彈模的芳綸纖維就不存在這樣的局限了,而且還是它的優(yōu)勢所在,芳綸纖維在抗剪方面也有很大的優(yōu)勢,在裁剪時(shí)就必須用專(zhuān)門(mén)的陶瓷剪刀,在加固墩子時(shí)一般也是利用芳綸優(yōu)異的抗剪性能。




             
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