纤维增强复合材料(FRP)筋材在土木工程中的应用

        本文详细分析了FRP筋材在土木工程中的各个方面的应用，指出了FRP筋材与钢材相比存在的优点以及不足，提出了FRP筋材以后的发展方向。

       纤维增强复合材料( FRP)筋材是以玻璃纤维或碳纤维与树脂通过拉挤等方法制成的各向异性材料，它的主要作用是代替钢筋，作为水泥混凝土的增强材料。自19世纪以来，建筑材料逐渐以水泥、钢材、玻璃为主体，混凝土结构开始在世界上广泛应用，钢筋由于受到碱性混凝土中水泥、砂、石保护，使钢筋混凝土结构具有一定的耐久性。但是，当混凝土覆盖量不足，设计和施工工艺不合理，尤其对于一些条件严峻的工程，如在海边遭受含盐份海水侵蚀的建筑物、寒冷地区为交通便利常用冰盐等防冻剂处理的堤坝、桥梁和一些化工建筑等，在一定温度和湿度时，混凝土会遭受碳化物和氯化物浸入，碱性混凝土逐渐中性化，导致钢筋钝化膜破坏，开始腐蚀，钢筋受腐蚀生锈后的体积比原铁金属体积增大，在混凝土中形成很大内压，这就形成建筑的开裂和剥落，最终引起整个建筑的破坏、倒塌。

       为解决上述问题，自20世纪80年代以来，国外开始在混凝土中应用纤维增强复合材料( FRP)筋（包括玻璃纤维增强复合材料筋、碳纤维增强复合材料筋、有机纤维增强复合材料筋以及混杂纤维增强复合材料筋等）进行研究。FRP筋材是由多股增强纤维（如玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等）漫胶后经过特定成型工艺制成。纤维的种类和成分不同，其力学性能差别很大，因此，制得的FRP筋也因纤维材料的不同而表现出很大的性能差异。

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