Начиная с mid-1980s, системы из армированного волокном полимера (FRP) с внешней связкой произвели революцию в технологии армирования в глобальной области структурной инженерии. От первоначальных испытаний только в нескольких ремонтах бетонных конструкций до «универсального решения для армирования», охватывающего несколько материалов и сценариев, ландшафт применения систем FRP продолжает расширяться удивительными темпами.

Область применения систем армирования FRP: охват всех типов конструкций

Сильная адаптируемость систем FRP позволяет им легко удовлетворить потребности в армирования практически всех типов конструкций:

Бетонные конструкции

Строительные конструкции:Балки, плиты, колонны и стеныЯвляются наиболее распространенными областями применения FRP. Например, когда напольные плиты существующих офисных зданий недостаточны для поддержки нагрузки недавно добавленного оборудования, склеивание листов FRP может эффективно улучшить их сопротивление изгибу; если сейсмические характеристики сдвиговых стен жилых зданий не соответствуют действующим стандартам, Склеивание ткани FRP из углеродного волокна может значительно повысить их пластичность и прочность на сдвиг.

Специальность Бетонные конструкции:Дымоходы и дымовые трубыПодвергаются длительной коррозии от дымовых газов и сильных ветровых нагрузок, а коррозионная стойкость, легкий вес и высокопрочные характеристики FRP делают его критически важным для их выживания; FRP может предоставить точные решения для ремонта трещин вТуннельНакладки, предотвращение просачивания и усилениеСилосы, Взрывозащищенное усилениеТрубопроводы, И даже улучшение несущей способностиКупола и фермы.

Каменные конструкции

Сейсмическое усиление старых кирпичных и черепичных домов и древних каменных зданий является важным сценарием применения FRP. Прикрепив полосы FRP или сетки, свободные блоки каменной кладки могут быть «сплетены» в единое целое, значительно улучшая сдвиг и сейсмические характеристики стен. Например, каменная церковь эпохи Возрождения в Италии, усиленная сеткой из углеродного волокна FRP, успешно выдержала несколько землетрясений, сохранив свой исторический облик нетронутым.

Деревянные конструкции

При армирования деревянных балок и колонн в древних зданиях FRP (армированный стекловолокном пластик) считается «минимально инвазивным чудом ремонта». Он может компенсировать ухудшение прочности древесины причиненное заражением и выветриванием насекомого через скреплять или создавать программу-оболочку, с почти никаким повреждением к первоначальному возникновению здания. Вековая деревянная святыня в Киото, Япония, сохранила свою структурную безопасность благодаря многочисленным тайфунам благодаря армирования из стеклопластика.

Стальные и чугунные конструкции

Для сильно корродированных стальных компонентов (таких как стальные балки на промышленных предприятиях и стальные тросы в мостах), облицовка FRP может не только изолировать агрессивные среды, но ее синергетическое напряжение со сталью также может восстановить или даже улучшить несущую способность конструкции. При ремонте утечек в чугунных трубах (таких как старые городские трубы водоснабжения) технология футеровки FRP может обеспечить двойной эффект «внутреннего армирования и предотвращения внешней утечки».

Основная логика доминирования технологии FRP: двойная революция в материалах и строительстве

Быстрое глобальное расширение систем FRP связано с прорывами в производительности материалов и эффективности строительства:

«Редуктическая сила» в характеристике материала

• Легкость и высокая прочность: углеродное волокно FRP имеет прочность на разрыв более чем в пять раз больше, чем у обычной стали, но весит всего четверть стали, практически не добавляя дополнительной нагрузки к исходной конструкции во время армирования.

• Коррозионная стойкость: FRP обладает исключительной стойкостью к агрессивным средам, таким как кислоты, щелочи и соли. В суровых условиях, таких как морские среды и химические заводы, срок службы в несколько раз превышает срок службы традиционной стали.

• Устойчивость к усталости: в сценариях, связанных с повторяющимися нагрузками, таких как мосты и заводы, FRP страдает гораздо меньшим усталостным повреждением, чем сталь, обеспечивая долгосрочные и стабильные характеристики армирования.

«Революция в эффективности» в технологии строительства:

• Упрощенные процедуры: армирование FRP не требует большого подъемного оборудования; его можно выполнить всего за несколько шагов, включая обработку поверхности, склеивание и отверждение. Например, период строительства для подкрепления колонны в 15-этажном здании составляет только половину этого из традиционного подкрепления, одетого в сталь.

• Минимально инвазивный и экологически чистый: он вызывает минимальные нарушения нормального использования существующих зданий, а процесс строительства не содержит шума и пыли, что делает его идеально подходящим для проектов усиления в городских центрах.