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                                            FRP筋混凝土耐久性研究综述(节录转载一)
 
   钢筋锈蚀是降低混凝土结构耐久性的因素之一。在美国,1994年全美混凝土结构物由于钢筋锈蚀所造成的损失为280亿美元,由钢筋锈蚀而导致的公路桥维修费为900亿美元[1]。美国50年代前建造的桥梁大部分因钢筋锈蚀而破坏严重,目前近60万座桥梁中,有近10万座钢筋腐蚀严重,现在美国平均每年因钢筋腐蚀造成的损失高达700亿美元[2]~[4]。在英国,19721989年间由于钢筋锈蚀引起的英格兰岛中环线全长21公里的高架桥开裂的维修费为4480万英镑,是建设费用的1.6[5];其在海洋及含氯化物介质的环境中的钢筋混凝土结构因钢筋锈蚀需要重建或更换钢筋的占三分之一以上[3]。在日本,由钢筋锈蚀引起的混凝土结构物损伤问题占了21.4%[6]。我国的钢筋混凝土结构物钢筋锈蚀问题也十分严重。1984年对浙江镇海的22座中小型海工建筑物的调查表明,967 根构件中由于钢筋锈蚀导致顺筋开裂破坏的有538 根,占构件总数的56 %[3]1996年交通部四航局科研所对1986年后建成的华南地区的C港和E港的20个泊位的调查显示E港大部分纵、横钢筋的锈蚀年限均不足10年和5年,在码头建成一年后即发现大量锈蚀裂缝[7];北京西直门立交桥由于钢筋的大量锈蚀于1999年重建,其使用期还不到19[8]。由此可见,钢筋锈蚀已经成为钢筋混凝土耐久性的重要影响因素,给国民经济带来了巨大的经济损失。
  钢筋锈蚀主要是由于酸性、盐溶液(特别是氯离子)渗入结构物,破坏了钢筋表层的钝化膜使钢筋不断的进行电解反应被氧化而造成的。钢筋锈蚀对钢筋本身以及锈蚀产生的红锈(体积扩大四倍)对混凝土结构会产生很大的损伤。针对与此,国内外学者研究出多种保护方法[9]~[13],主要可以归结为两个方向:1)针对混凝土,其目的是阻止有害离子进入混凝土内部,比如在混凝土外涂刷保护层等;2)针对于钢筋,其目的是避免钢筋进行电解反应或者作为阳极,比如在钢筋外部喷涂环氧保护层,在混凝土加入防锈剂等。虽然这些方法经实践证明都是有效的,但是多半需要复杂的技术以及长期的维护花费,而用FRP材料代替钢筋则解决了这个问题 [14]~[18]。早在80年代中期,欧美及日本就开始使用FRP筋来代替钢筋,目前仅在日本,应用FRP作为配筋材料的工程就超过了500个,并取得了不错的效果。
 

 
 
                               FRP筋材的应用(节录转载二)
 
   混凝土结构是世界上应用最广泛的建筑建材之一,其结构都是以钢筋增强砼强度,钢筋由PH值在1113之间的碱性混凝土中保护,使钢筋混凝土结构具有一定的耐久性。但是,暴露在侵蚀性环境下的钢筋混凝土(例如用除冰盐处理过的路桥、海边建筑物、化工厂、污水处理厂等)。在适宜的条件,混凝土受碳化物和氯化物的浸入,使混凝土逐渐中性化,钢筋钝化膜破坏而开始腐蚀。受腐蚀的钢筋体积比原来组织中的铁金属体积增大,这形成了很大的内膨胀力,导致混凝土开裂和剥落,最终引起建筑物毁坏,很多建筑物或多或少的出现了类似的问题及隐患。因而解决该类建筑的腐蚀问题,尤其是特殊场合下建筑物的防腐蚀问题成为世界性的大问题。为了解决这一难问题,各国科技人员尝试了多种抑制腐蚀的途径,如:增强混凝土的覆盖厚度,使用添加剂和掺和物来提高混凝土的透气性,采用阴极防腐保护法和电防蚀,使用氧化硅薄膜保护层和无粘接钢筋束,使用环氧树脂涂覆钢筋,使用短切玻璃纤维增强水泥等方法,其效果有限,直到八十年代初,国外在混凝土中应用玻璃纤维增强塑料方法得到认可,玻璃纤维增强树脂筋材开始了商业化生产,才逐渐形成批量,据报道,九十年代初西方国家每年FRP筋材的消耗量量达到三十亿美元,欧洲、日本、美国、加拿大等国FRP筋材用在混凝土结构的性能研究及工程应用也异常迅猛,日前,美国的休斯兄弟公司及欧文思康宁公司每年的产量达三十亿美元。
    欧洲于1998年成立了研究纤维塑料增强混凝土结构的联合攻关组织,简称:“FU-RO-CRETE”,加拿大于1995年成立了专门研究纤维增强塑料加固混凝土结构的专家委员会,简称:ISIS”.
美国也成立相应的委员会“ACI”的委员会,并公布了AC1440R96REAPPROVED2002“FRP筋增强混土设计和结构指南
  日本的土木工程学会(JECE1997JECE提出了连续纤维材料增强混凝土构件设计施工建议。
  总之,国外不少科研机构为研制FRP筋材投入了大量的人力、物力及资金并取得了一定的成果。 
   
 

   

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