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摘 要：开发研究的现代无金属水工结构即复合纤维混凝土结构在性能上完全能够满足建筑设计的要求，同时它具有低成本、抗老化、免维护等优点。天津市中小型水利工程众多，气候和水质对金属结构和钢筋混凝土腐蚀很大，降低了工程的使用寿命，每年都要投入大量的维护费用。经研究和试验，复合纤维混凝土结构完全可以在水利工程以及建筑工程中推广应用。该项技术具有十分显著的社会经济效益和环境保护效益。应用前景十分广阔。

 

关键词：无金属 复合纤维 混凝土结构 防腐

 

1 复合纤维混凝土结构概念

 

复合纤维混凝土结构所指的复合纤维是指长纤维与环氧树脂胶的胶合体，通常称为纤维增强聚合物（fiber reinforced polymers），简记为frp；也有的称为复合纤维增强材料（fiber reinforced composites），简记为frc。高级的纤维材料和环氧树脂胶都是纳米级高科技材料,用它们复合而成的frp具有纳米材料的性能。复合纤维作为一种建筑材料，国内外已经广泛应用于航空航天、能源交通、石油化工、军用装备、纺织机械、建筑材料、电子工程、医疗器械、文体器材等领域。

 

2 复合纤维混凝土结构的特性

 

复合纤维混凝土结构设计理论是借鉴钢筋混凝土结构的设计原理并结合复合纤维混凝土结构加固应用实例研究逐渐发展形成的。复合纤维混凝土结构设计照钢筋混凝土结构设计方法进行配筋，然后按照复合纤维和钢筋的抗拉强度进行截面面积换算出所需的复合纤维。

 

复合纤维混凝土结构，就是用复合纤维替代结构中的金属，或仿制、增强非金属材料，得到新型无金属结构，复合纤维混凝土结构的特性如下：

 

2.1 材料强度高

 

给出复合纤维代表性参数，以及与传统建筑材料比较的部分内容。

 

2.2 体积小，重量轻

 

由密度值可知复合纤维重量较轻，由于强度高，在同等强度条件下材料重量和体积将明显减小，这也意味着在结构抗震、抗爆破、抗风、抗侧向冲撞应用时，可明显减小水平向惯性力。体积小将更适用于建造抗强地震动和冲击波工程。

 

2.3 耐腐蚀

 

碳纤维材料的化学性质稳定，具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能，复合纤维布材可用于包裹结构构件外部来保护内部构件免遭腐蚀，因而粘贴碳纤维布加固修补混凝土结构有良好的耐腐蚀性和耐久性，抵抗建筑物经常遇到的各种酸、碱、盐对结构物的腐蚀。试验分析表明，0.8mm厚结构，纤维砌块结构和纯的复合纤维保护层可有效