工程结构抗震、加固新型FRP系列产品是由纤维和树脂组成的复合材料,以其轻质、高强、耐久和抗腐蚀成为土木行业一种新型的结构材料,利用FRP复合材料替代钢材,将成为土木工程行业的一次革命。
FRP是纤维增强聚合物(Fiber Reinforced Polymer)英文名字的缩写。二十世纪五、六十年代以来,由于航空工业的发展需要,FRP复合材料被研究开发,并广泛应用于航空航天领域,如飞机制造、导弹、卫星部件等。近年来,随着FRP复合材料制备加工工艺的发展和原材料价格的大幅下降,FRP复合材料被成功应用于土木工程领域,开始用于既有结构加固和新建结构工程当中,成为一种新型的、高性能的智能化土木工程结构材料,形成了可靠的设计应用规范,如美国混凝土协会ACI440.1R-06(FRP筋增强混凝土结构设计与施工规范)、ACI440.2R-08(FRP外粘结加固混凝土结构设计与施工规范),中国也于2003年推出“碳纤维布加固修复混凝土结构技术规程”。
FRP复合材料是用增强纤维和树脂通过拉挤精密合成,根据所应用增强纤维的不同,分为碳纤维增强聚合物(CFRP)、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)、玄武岩纤维增强聚合物 (BFRP)以及芳纶纤维增强聚合物(AFRP)。
哈尔滨泰达尔科技有限公司、深圳泰达尔智能工程有限公司联合哈尔滨工业大学工程结构智能监测与控制中心对FRP复合材料深入了研究和广泛应用,其应用领域已经包括FRP筋(用于替代传统钢筋)、FRP结构加固与修复(用于替代传统钢板粘结加固)、全新FRP结构工程。
我公司根据土木工程特点和要求开发研制出了多种FRP筋,以其优异的力学性能、耐久性性能和抗腐蚀,已经成功应用于桥梁工程、水力工程、海洋工程、隧道工程、道路工程以及一些特殊电磁要求的特种工程中。
1. CFRP筋(碳纤维筋)
2. GFRP筋(玻璃纤维筋)
3. SGFRP筋(钢绞线-GFRP复合筋)
4. BFRP筋(玄武岩纤维筋)
5. FRTP筋(热塑性FRP筋)
6. FRP板
7. FRP管
8. 高耐久性FRP-OFBG智能复合筋
我公司结合FRP材料优异的力学性能和耐久性能,将光纤光栅与FRP筋进行精密复合,研制出FRP-OFBG复合智能筋(专利号ZL02132998.2,ZL03213143.7)。利用FRP材料对光栅进行封装,起到了保护光栅的作用,光栅成为该筋的传感元件,可以测量发生在筋上的应变情况。因此,这种智能筋是集合力学与传感为一体新型智能结构材料。
按构成FRP-OFBG复合智能筋的结构纤维种类来分,FRP-OFBG复合智能筋包括:光纤光栅-玻璃纤维增强聚合物复合智能筋(GFRP-OFBG)、光纤光栅-炭纤维增强聚合物复合智能筋(CFRP-OFBG)、光纤光栅-芳伦纤维增强聚合物复合智能筋(AFRP-OFBG)、光纤光栅-玄武岩纤维增强聚合物复合智能筋(BFRP-OFBG)、光纤光栅-混杂纤维增强聚合物复合智能筋(HFRP-OFBG)等。
性能指标:
(a) 应变灵敏度系数:1.18~1.22 pm/me;
(b) 量程:8000me (0.8%);
(c) 迟滞系数:小于1% FS ;
(d) 重复性系数:小于1.0%FS;;
(e) 线性度系数为:大于99.5%FS;
(f) 允许最大超量程应变:1.2%。
抗拉模量 (GPa) 根据封装FRP材料不同而不同(参见各种FRP材料性能)
直径(mm)(光面) 3.5,5,7,10,12,14
长度 根据要求,可以任意长
传感元件光栅个数 根据要求可以任意设计
智能筋外表面 光面或带肋
产品特点:
除了拥有和FRP筋材相同的力学性能外,FRP-OFBG智能复合筋还具有优秀的感知特性,是一种兼具有受力、耐久和传感功能的智能土木工程材料。
主要用途:
FRP-OFBG复合智能筋由于同时具备优良的力学和传感性能,可以作为一种特殊的土木工程测量工具。例如,在桥梁拉索中,可以采用替代或添加的方式,制作成智能拉索,将光纤光栅、纤维增强筋与拉索有机结合,使在具有纤维增强的高强度、轻质量、耐蠕变、耐腐蚀等特性外,具备了光纤光栅的所有优点。可广泛用于斜拉桥、悬索桥、吊杆拱桥、缆索等需要拉索构件的工程结构。同时,应用在预应力混凝土中,可以对预应力损失进行实时监测,这是其他方法所不能实现的。
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