建筑过程中我们需要用到各种各样的加固材料。对于用量以及装修方式也是有很多要求。今天我们要了解的是加固材料的国际发展史。
建筑物的钢筋砼结构由于设计或施工失误、使用中遭受损失等原因导致结构承载力下降，在梁、柱等构件上出现裂纹，这时需要对结构件进行补强加固。以往采用外包钢筑砼、外包角钢、增加支点、加预应力拉杆等施工方法，但都存在一些缺点，诸如要增加构件尺寸，占用使用空间，有的施工工作量大且技术要求高，很难用传统的方法来完成。使用环氧树脂结构胶在砼裂纹处粘钢板或纤维复合材料增加钢筋砼构件强度，由于它可应用于各类建筑物的粘接以承受较大的负载，并具有性能优良、施工简便、造价低廉等优点，自20世纪50年代末应用以来得到了迅速发展。建筑结构加固在国际上的发展历史主要围绕新型加固材料环氧树脂结构胶、FRP(纤维增强复合材料)及其相关制品、创新品(如FRP主筋和格栅、FRP片材、FRP 预应力体系等)在建筑领域的应用。
一、环氧树脂结构胶
上世纪50年代末，美国等已将环氧树脂结构胶应用于公路、桥梁、机场跑道等工程中。原联邦德国在1958年开始研制化学锚固胶，随后逐渐在其他国家发展起来。进入20世纪70年代，锚固胶从矿山使用走向铁道、水利及各类建设工程的施工与改造。
环氧树脂结构胶
二、FRP主筋和格栅
日本FRP加固的历史始于制造技术部门于1970年进行的反复试验。1980年‚人们把极细的FRP丝聚集成束‚在其拉紧状态下浸渍在树脂粘结剂中成模和进行承压。此后就有了更多的发展‚如一些普通的主筋类型包括直纤维‚多股绞线和编织物的形式‚还有一种是用纤维织在表面或将砂粒粘结在表面以提高其粘结能力。FRP格栅由多层纤维 束组成‚它是将纤维束浸渍在树脂中‚在受拉状态下以适当的角度交叉编织成格栅‚最后压紧。还有一种三维织物‚它的纤维以三个互相垂直的方向交错编织在一起。这些产品都是在织物制成后再用树脂 浸渍而成。
碳纤维网格
三、FRP片材
日本FRP片材的最早研究是在1978年‚作为用来提 高建筑物抗震能力的一个手段。从那时起‚研究开始在几个学会和组织中进行。1995年阪神-淡路大地震带来了巨大的破坏‚更要求提高建筑物的抗震能力。这样‚对更有效的加固技术的需求促使这项技术的应用和发展迅速加快。此外‚众多的组织推动了FRP设计和施工标准的诞生。
碳纤维布
FRP用于美国的混凝土加固始于1960年在密西西比州威克茨堡(Vicks-burg)的美国军事工程组织Waterways试验站‚这项开创性 的工作集中在GFRP加固上‚自此‚便认为FRP有加固混凝土结构的能力 。然而‚在波特兰水泥的混凝土建筑物上较低模量的玻璃纤维并未能发挥出良好的性能。将近20年的间歇期后‚随着复合材料工业的蓬勃发展及相关产品的陆续推出‚对使用FRP进行加固的需求开始出现了。促使人们再次考虑FRP加固的原因‚是人们为了保证全天候的行驶条件而在桥面和路面上撒的防冻盐‚这种盐导致了混凝土结构和桥面板中钢筋的严重锈蚀‚FRP再次成为能够防止这种腐蚀发生并用于加固的候选者。
四、FRP预应力体系
1980年‚欧洲和日本曾介绍FRP预应力体系。1986年‚德国的一座桥梁中使用了后张法玻璃纤维预应力丝束;在英国‚无粘结的Parafil丝束被用于后张法铁路和高速公路桥的大梁中;使用有粘结的FRP预应力丝束的小尺寸梁则在康奈尔大学进行了成功的试验;美国南德克他州矿业技术学校开发出了玻璃纤维基的FRP丝束。这些早期的范例指明了对整个丝束体系包括锚固和连接设备的要求‚在开发这些硬件期间‚人们并没有找到问题的答案‚直到日本的工程界开发出整套体系‚美国的研究人员和试验项目才得以使用它们‚但是‚昂贵的FRP丝束和它们为人们所注意到的脆性性质以及实际运用上的敏感性妨碍了其广泛的使用。
预应力碳纤维板体系
国际加固行业现状：丹麦每年用于加固改造和新建的投资比约达6:1，而英国的这个数字维持在1:1以上。自2004年以来，美国建筑行业每年的投资有近50%用于建筑加固改造。
