玄武岩纤维布在建筑加固中的应用研究

        玄武岩纤维布在建筑加固中的应用研究

 

1.前言

跟随时代发展的脚步，许多八、九十年代建造的建筑结构已逐渐步入老龄化，出于对建筑物防震抗压性能提高的需要，对建筑物进行加固处理已成为一种大势所趋。加固技术更是层出不穷。本文介绍了一种利用玄武岩纤维布加固建筑的加固方法，介绍了玄武岩纤维布的基本性能，对玄武岩纤维布的加固原理进行了分析和总结,探讨了玄武岩纤维布在建筑加固中应用的广阔前景。

2.加固用纤维材料介绍

纤维加固技术是在上世纪八十年代兴起的新兴技术，由于纤维复合材料优异的机械性能和化学性能，已备受工程界的青睐，并在工程加固中广泛应用。其中，以玄武岩纤维、芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维四种纤维增强材料运用最为广泛。然而各种纤维材料的力学性能参数各有差别，其可设计性和加工性也各不一样。

2.1玄武岩纤维

玄武岩纤维是一种新型的矿物纤维，是由玄武岩原材料经高温熔线拉丝而制成的。高强度和模量较高，可与混凝土的相容，它的价格是在芳纶纤维和玻璃纤维之间。由于其原材料来自天然玄武岩，环保无污染，产品性能优于玻璃纤维，已经作为加固材料在工程中应用。

2.2芳纶纤维

芳纶纤维具有高强度、高模量、低延伸率、电绝缘性好、抗冲击性好、柔软可加工性、施工简便的优良性能。在许多方面和碳纤维是互补的，也是一种重要的纤维增强材料。芳纶纤维可单独使用，也可与碳纤维、玻璃纤维等混合使用。国外，芳纶纤维的应用十分广泛，然而，在我国，芳纶纤维作为结构加固材料在我国的应用仍处于起步阶段。

2.3碳纤维

碳纤维作为加固材料，具有一定的固有缺陷，如抗冲击强度低、抗剪强度低、导电性强，会产生电磁干扰，应用范围有限。由于其具有高强度、高模量、结构简单等优良的力学性能，在建筑工程使用中仍得到了广泛的应用。中国每年碳纤维年消耗量占世界总产量的四分之一，碳纤维是增长最快、最具发展潜力的是纤维增强复合材料。

2.4玻璃纤维

玻璃纤维包括高强玻璃纤维（S玻纤）和无碱玻璃纤维（E玻纤）。玻璃纤维的延伸率以及抗拉强度低，价格便宜，但弹性模量差，耐碱性差，受盐腐蚀性差，施工操作差。因此，应用范围受限制较多，适用于加固要求低的场合。

3．玄武岩纤维布特性

玄武岩纤维布要结合树脂使用才能发挥其优异的抗拉强度、弹性模量、抗蠕变、抗震性能。以下表1是玄武岩纤维布与钢板的对比。

表1玄武岩纤维布与钢板的对比

名称	玄武岩纤维布	钢板
抗拉强度（MPa）	≥2000	≥400
弹性模量（GPa）	≥80	140
伸长率（%）	≥2.2	-

由上表可知，玄武岩纤维布的抗拉强度是钢板的5倍。玄武岩纤维布的低密度，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。

除此之外，玄武岩纤维布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。玄武岩纤维布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，用于建筑加固都能增强基体的耐腐蚀性，延长建筑的使用寿命，从而在一定意义上降低了工程的维护成本和保养费用。

图一玄武岩纤维布

图二玄武岩纤维布

4. 玄武岩纤维布加固原理

加固过程中，使用玄武岩纤维布和树脂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，使玄武岩纤维布与加固基体形成一个新的复合体，使玄武岩纤维布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，提高建筑结构的强度、刚度、抗裂性和延伸性。

5. 玄武岩纤维布在建筑加固中的应用概况简述

玄武岩纤维布的低密度、高强度、耐久性好、耐酸碱化学腐蚀性能强这些优异性能都决定了玄武岩纤维布将在建筑结构的加固补强中得到广泛应用。玄武岩纤维布在加固混凝土结构时，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，玄武岩纤维布施工工艺简单方便。相较于其他的加固方式，利用玄武岩纤维布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。