一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料及其制備方法，該復合材料包括鋼板（1），及鋼板（1）的上、下表面（2）上粘貼有纖維增強聚合物FRP。該復合材料的制備方法為對鋼板（1）的上、下表面（2）進行打磨、洗刷處理，在處理好的表面涂抹一層粘結劑，將FRP粘貼上，并壓實、排氣，待粘結劑固化后即可。本發明專利技術的優點是：將鋼板的非線性與FRP的高強性相結合；加固后的結構具有較好的損傷控制能力；新型復合材料具有強度高、彈模高、延性好、重量輕、價格低的優點，可廣泛應用于工程結構加固中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及土木建筑工程結構加固
，特別涉及一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料及其制備方法。
技術介紹
隨著我國經濟的高速發展，很多既有建筑物由于耐久性問題、實際使用荷載的增加等因素，導致結構構件的承載力不足，需要對其進行加固。基于對已有建筑物的現代化改造及加固在如今的工程界的重要地位，科研人員已于上個世紀的六十年代開始了對新的加固方式的探索，根據材料科學的發展來研制新型的適用于加固技術的材料，并不斷地完善已有的加固方式，同時探索出新的加固技術。 在目前常用的加固方式中，鋼板和FRP的應用最為廣泛。1960年，瑞士的L’ Hermite及德國的Bresson開創了外部粘鋼的加固技術,鋼板應用在加固工程中性能良好，不影響結構外觀及使用空間，加固施工周期短，材料消耗小且工藝簡便，但是，粘貼鋼板加固法在工程實際應用中不可避免地存在一些缺點。第一，工程實際應用中的鋼板大多為低碳鋼，均帶有銹蝕特性，故其用于橋梁結構的加固時，因交通廢氣中氯化物的侵蝕而導致鋼板與膠體界面的銹蝕影響了鋼板加固的效用；第二，鋼板與混凝土之間的粘結耐久性無法得以確定保證；第三，粘鋼加固法用于設計時，在適筋梁范圍內，鋼板的加固受到粘貼厚度(通常2 6_)及粘貼層數(不超過兩層)的限制。碳纖維布作為一種新型的復合材料在近十幾年來的加固工程的實際應用中得到日益廣泛的采用，相應的有關碳纖維加固法的科學研究也在逐步深入。結構加固修補中采用的PAN基的碳纖維片材，其強度為建筑鋼材的十幾倍，彈模與建筑鋼材在同一水平并有所提高。其用于加固修補混凝土結構中，強度重量比高，加固效果顯著，耐熱及耐腐蝕性強，耐久性能好，適用范圍廣。但是，由于常表現為各向異性，纖維方向的強度及彈性模量較高，而垂直纖維方向的強度及彈性模量較低，纖維方向的抗拉強度比抗壓強度高近30%，且其各向異性的特點使得結構在受力上有不同于傳統結構材料的現象，如拉伸翹曲現象，故在進行纖維結構設計時需對兩個方向設計，纖維材料的剪切強度、層間剪切強度僅為抗拉強度的5% 20%，而金屬的剪切強度約為其拉伸強度的50%，這使得纖維構件的連接成為問題。另外，與鋼材相比，纖維材料強度有較大的離散性，而與混凝土相比，纖維材料的防火性能較差。
技術實現思路
本專利技術的目的在于結合鋼板和FRP的優點，克服兩者的缺點和不足，提出一種用于結構加固的新型復合材料。本專利技術的技術方案是一、一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料，包括鋼板(1)，其特征在于所述鋼板(I)的上、下表面(2)上粘貼有纖維增強聚合物FRP。作為優選方案 所述的鋼板的厚度為2 6mm。所述的纖維增強聚合物FRP為碳纖維增強聚合物CFRP、玻璃纖維增強聚合物GFRP、玄武巖纖維增強聚合物BFRP中的一種。二、一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1)對鋼板表面進行打磨、洗刷處理； 2)在處理好的鋼板表面上涂抹粘結劑； 3)通過鋼板表面上涂抹的粘結劑將纖維增強聚合物FRP粘貼在處理好的鋼板表面上，并壓實、排氣，固化。作為優選方案 所述的鋼板的厚度為2 6mm。所述的纖維增強聚合物FRP為碳纖維增強聚合物CFRP、玻璃纖維增強聚合物GFRP、玄武巖纖維增強聚合物BFRP中的一種。 與現有加固材料相比，本專利技術取得了以下的技術效果 I、本專利技術用于結構加固中，在受力前期鋼板屈服前，主要由鋼板受力，鋼板屈服后，FRP高強性能得以發揮，加固構件的剛度提高。2、本專利技術可有效解決FRP材料的脆性問題，彌補單一 FRP加固技術的不足，同時，可減小加固材料的厚度，顯著改善被加固構件的受力性能，突破單一鋼加固技術的局限性。將鋼的非線性與FRP的高強性相結合，提高使用過程中的材料延性，并降低成本。3、本專利技術制備的新型復合材料具有強度高、彈模高、延性好、重量輕、價格低的優點，可廣泛應用于工程結構加固中。附圖說明 圖I為經打磨、洗刷處理后的鋼板示意 圖2為涂抹粘結劑后的鋼板示意 圖3為粘貼FRP后的鋼板示意 其中1 一鋼板、2、3 - FRP粘貼面。具體實施例方式實施例I 第一步對鋼板表面進行打磨、洗刷處理； 第二步、在處理好的表面均勻飽滿地涂抹一層纖維粘結劑； 第三步、將裁剪好的FRP粘貼上，并壓實、排氣，待纖維粘結劑固化后即可使用。 本專利技術的保護范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本專利技術進行各種改動和變形而不脫離本專利技術的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本專利技術權利要求及其等同技術的范圍內，則本專利技術的意圖也包含這些改動和變形在內。權利要求1.一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料，包括鋼板(1)，其特征在于所述鋼板(I)的上、下表面(2)上粘貼有纖維增強聚合物FRP。2.如權利要求I所述的用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料，其特征在于所述的纖維增強聚合物FRP為碳纖維增強聚合物CFRP、玻璃纖維增強聚合物GFRP、玄武巖纖維增強聚合物BFRP中的ー種。3.如權利要求I所述的用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料，其特征在于所述的鋼板的厚度為2 6mm。4.一種如權利要求I所述的用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟 1)對鋼板表面進行打磨、洗刷處理； 2)在處理好的鋼板表面上涂抹粘結劑； 3)通過鋼板表面上涂抹的粘結劑將纖維增強聚合物FRP粘貼在處理好的鋼板表面上，并壓實、排氣，固化。5.如權利要求2所述的用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料的制備方法，其特征在于所述的鋼板的厚度為2飛mm。6.如權利要求2所述的用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料的制備方法，其特征在于所述的纖維增強聚合物FRP為碳纖維增強聚合物CFRP、玻璃纖維增強聚合物GFRP、玄武巖纖維增強聚合物BFRP中的ー種。全文摘要本專利技術涉及一種用于結構加固的FRP-鋼新型復合材料及其制備方法，該復合材料包括鋼板(1)，及鋼板(1)的上、下表面(2)上粘貼有纖維增強聚合物FRP。該復合材料的制備方法為對鋼板(1)的上、下表面(2)進行打磨、洗刷處理，在處理好的表面涂抹一層粘結劑，將FRP粘貼上，并壓實、排氣，待粘結劑固化后即可。本專利技術的優點是將鋼板的非線性與FRP的高強性相結合；加固后的結構具有較好的損傷控制能力；新型復合材料具有強度高、彈模高、延性好、重量輕、價格低的優點，可廣泛應用于工程結構加固中。文檔編號B32B37/02GK102729544SQ201210252440公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日專利技術者盧亦焱, 李娜, 李曉瑾, 李杉, 梁鴻駿, 薛繼鋒, 龔田牛 申請人:武漢大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于結構加固的FRP？鋼新型復合材料，包括鋼板（1），其特征在于：所述鋼板（1）的上、下表面（2）上粘貼有纖維增強聚合物FRP。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：盧亦焱，龔田牛，李杉，薛繼鋒，李娜，李曉瑾，梁鴻駿，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：