专利名称：：表层嵌贴frp板条或筋的混凝土构件的制作方法：混凝土结构是我国工程实践中应用最广泛的结构形式。随着时间的推移，科学技术的进步，社会的快速发展和人民生活水平的不断提高，大量新老混凝土结构(包括建筑结构和桥梁结构等)因不能满足当今社会对其安全性、适用性和耐久性的要求而亟需通过加固补强来提高或恢复其构件的抗弯、抗剪、抗拉和抗震等能力。造成现有建筑物不能满足当今社会要求的原因主要有以下几种(l)构件组成材料腐蚀、老化，而环境污染又加速了材料的腐蚀和老化；(2)设计规范要求提高(包括抗震要求和可靠度要求等)；(3)使用功能变化，结构改变，荷载增加；(4)设计或施工中存在错误；(5)各种自然灾害或人为事故的发生，如地震、火灾、洪涝灾害、车辆撞击等等。[0004]FRP(FiberReinforcedPlastics)是一种新型高级复合材料，力学性能优良，化学稳定性强。FRP的抗拉强度很高，至少是建筑钢材的两倍，其中常用的CFRP(碳纤维增强复合材料)可高达十倍或以上；FRP的质量只有钢材的五分之一；FRP的抗腐蚀能力强，能阻隔电磁辐射，耐久性好。CFRP的抗疲劳能力也优于建筑钢材。因此，在混凝土结构加固中采用新型高级的FRP复合材料比采用钢板或其它传统加固方法具有更明显的优势。[0005]采用FRP复合材料进行结构加固最常用的方法是"表面粘贴加固法"，即将FRP板(包括工厂挤压成型的"预制板"和施工现场湿铺布材经固化而成的"现制板")粘贴在构件加固部位的表面。虽然采用FRP的"表面粘贴加固法"技术比采用粘钢或其它传统加固方法具有许多优点，但也存在不足。例如，因FRP板粘贴在构件外表面而易受恶劣环境(如高温、高湿和冻融等)的不利影响，易遭受磨损和撞击等意外荷载的作用，不防火，不易与相邻构件锚固，很难在高湿、高温(>6080°C)环境下施工等。
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件。为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的。本实用新型提供了一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，该混凝土构件的表层为混凝土保护层，在所述混凝土保护层上，沿该混凝土构件的纵向通长开设有至少一条槽，槽中内置纤维增强复合材料的板条或筋，在槽的侧壁与板条或筋之间是粘结剂层。作为一种改进，所述混凝土构件，是内置受力筋的钢筋混凝土构件。作为一种改进，所述混凝土构件，是内置受拉纵筋、箍筋和架立筋的钢筋混凝土构件。作为一种改进，所述的槽具有矩形或三角形的横截面。3[0012]作为一种改进，所述的板条或筋是碳纤维增强复合材料的板条或筋。作为一种改进，所述槽是在混凝土保护层上沿该混凝土构件的轴线方向开设的。作为一种改进，所述槽的深度不超过混凝土保护层的厚度。作为一种改进，所述槽的宽度为t+6mm，t为板条的厚度或筋的直径，即板条或筋的表面至槽的侧壁间距为3mm。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型除与"表面粘贴加固法"一样可大大提高被加固结构的承载力和刚度外，还具有以下主要优点FRP板条与混凝土的粘结表面积倍增，因而界面粘结承载力高，降低了剥离破坏的可能性；FRP板条嵌贴在混凝土槽内受到保护，可避免磨损、撞击、火灾等意外荷载作用，加固部位的耐火等级与耐久性得到了提高；可采用水泥基粘结剂，因而能应用于"表面粘贴加固法"难于施工的高湿、高温加固工程。本实用新型与采用相同材料及用量的表面粘贴FRP加固方法相比，施工简便、劳动强度低、加固效果更好、承载力明显提高，使材料的性能被充分利用以达到更经济、适用的目的。图1是普通的混凝土构件；图2是表面具有纵向开槽的混凝土构件；图3是表面具有纵向开槽的混凝土构件，其槽中加注了粘结剂；[0021]图4是本实用新型产品，在图3中的槽中嵌入了FRP板条。具体实施方式参考附图，下面对本实用新型进行详细描述。本实施例中的表层嵌贴FRP板条的混凝土构件l，可以是不加任何受力筋的混凝土构件，也可以是内置受力筋的楼板或墙板、或内置受拉纵筋、箍筋和架立筋的钢筋混凝土梁等。在混凝土构件1的表面上，沿混凝土构件的轴线方向通长开设有一条具有矩形横截面的槽2，槽2中内置纤维增强复合材料(FRP)的板条3，在槽2的内壁与板条3之间是粘结剂层4。粘结剂层4和板条3显露出的外表面，与混凝土构件1的表面是同一平面。板条3也可以采用碳纤维增强复合材料(CFRP)。槽2的横截面形状可以根据施工情况采用三角形，其深度不超过混凝土构件的保护层厚度，其宽度为t+6mm，t系板条3的厚度，即板条3表面至槽2的侧壁间距为3mm。当然，本实用新型中的板条3也可以使用FRP或CFRP的筋代替，但因为板条的表面积大，在同等条件下强度更大。[0024]本实用新型的加工过程可采取下述具体操作步骤(1)开槽(如图2所示)按设计要求，在需加固一侧的混凝土构件表层(混凝土保护层内)沿其轴线方向通长开矩形槽，槽深不超过保护层厚度，槽宽取t+6mm(t为FRP板条厚度)，即取板条表面至混凝土槽侧壁间距为3mm。开槽机具可采用常用的小型石材切割机，切割前应准确定位、画线，切割过程中应采取必要措施确保开槽尺寸符合设计要求。[0026](2)注粘结剂(如图3所示)先清除槽内的残渣、粉尘(可用空气压縮机吹干净后用丙酮/无水酒精擦拭槽壁，或高压水冲洗)，等混凝土槽壁干燥后用胶枪注粘结剂(非流动性专用粘结剂)入槽，注入的粘结剂用量以FRP板条嵌入到位后粘结剂稍稍溢出槽口为限，即注入的粘结剂用量稍大于槽体积减去FRP板条体积。(3)嵌入FRP板条(如图4所示)将按设计要求制作好的FRP板条(表面应已擦洗干净、干燥)轻压嵌入已注入粘结剂的混凝土槽内，嵌入时应采取措施使FRP板条位于槽宽中央。FRP板条嵌入到位后，清除槽口溢出的多余粘结剂并压实、抹平，必要时可加注粘结剂后再压实、抹平。自然养护7天即可正式使用。最后，可根据需要在加固好的构件表面喷涂保护层以提高其它性能。本实用新型的应用实例实施例一测试中的混凝土构件为钢筋混凝土梁，设钢筋混凝土梁的跨度为L=2500mm、截面的高度与宽度分别为h=250mm与b=150mm;受拉纵筋采用2根直径为10mm的HRB335钢筋，箍筋采用直径为8mm的HPB钢筋、间距100mm，架立筋采用采用2根直径为8mm的HPB钢筋；混凝土标号为C25;受拉侧混凝土保护层厚度(梁底面至箍筋表面)为30mm，受压侧混凝土保护层厚度(梁顶面至箍筋表面)为15mm。在上述钢筋混凝土梁上采用表层嵌贴FRP板条对其实施抗弯加固槽深取^=25mm，槽宽取bi=10mm(FRP板条表面至混凝土槽侧壁间距为约为3mm);采用CFRP板条(碳纤维增强复合材料板条)，板条截面为厚约4mm、高20mm，由两条截面为1.2mmX20mm的CFRP板条粘贴而成，长2.4m(板条端部与支座的距离a=50mm)。CFRP板条的弹性模量为E=1.47X10、/咖2，抗拉强度fu=2860N/mm2。实施例二除钢筋混凝土梁的受拉纵筋改为采用2根直径为14mm的HRB335钢筋外，其余均与实施例一相同。实施例一与实施例二的试验结果汇总见表1。表1钢筋混凝土梁加固前、后的极限弯矩试验值(kNm)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注实施例一和实施例二的试验方法系采用两点加载，加载点距支座各为950mm，两加载点间距为600mm。比较可见(1)普通钢筋混凝土梁采用表层嵌贴FRP板条实施加固后，极限承载力得到了明显提高，提高幅度与梁的配筋率大小成反比，实施例一的提高幅度为157.4%(配筋率为0.51%)，实施例二的提高幅度为49.1%(配筋率为1.00%);(2)表层嵌贴FRP板条的结构比目前工程中普遍采用的表面粘贴FRP加固法更有效。对实施例一和实施例二，表面粘贴FRP加固法的提高幅度分别为76.4%和31.4%，比本实用新型的提高幅度分别低81.0%和17.7%。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例的构件，还可用于其它许多混凝土构件，例如钢筋混凝土板、钢筋混凝土柱、钢筋混凝土壳。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有其它变形，均应认为是本实用新型的保护范围。权利要求一种表层嵌贴FRP条或筋的混凝土构件，该混凝土构件的表层为混凝土保护层，其特征在于，在所述混凝土保护层上，沿该混凝土构件的纵向通长开设有至少一条槽，槽中内置纤维增强复合材料的板条或筋，在槽的侧壁与板条或筋之间是粘结剂层。2.根据权利要求1所述的表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述混凝土构件，是内置受力筋的钢筋混凝土构件。3.根据权利要求1所述的表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述混凝土构件，是内置受拉纵筋、箍筋和架立筋的钢筋混凝土构件。4.根据权利要求1至3所述的任意一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述的槽具有矩形或三角形的横截面。5.根据权利要求1至3所述的任意一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述的板条或筋是碳纤维增强复合材料的板条或筋。6.根据权利要求1至3所述的任意一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述槽是在混凝土保护层上沿该混凝土构件的轴线方向开设的。7.根据权利要求1至3所述的任意一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述槽的深度不超过混凝土保护层的厚度。8.根据权利要求1至3所述的任意一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件，其特征在于，所述槽的宽度为t+6mm，t为板条的厚度或筋的直径，即板条或筋的表面至槽的侧壁间距为3mm。专利摘要本实用新型涉及一种建筑构件，旨在提供一种表层嵌贴FRP板条或筋的混凝土构件。该混凝土构件的表层为混凝土保护层，在所述混凝土保护层上，沿该混凝土构件的纵向通长开设有至少一条槽，槽中内置纤维增强复合材料的板条或筋，在槽的侧壁与板条或筋之间是粘结剂层。本实用新型可大大提高被加固结构的承载力和刚度；粘结界面粘结承载力高，降低了剥离破坏的可能性；FRP板条嵌贴在混凝土槽内受到保护，可避免磨损、撞击、火灾等意外荷载作用，加固部位的耐火等级与耐久性得到提高；可采用水泥基粘结剂，能应用于高湿、高温加固工程。施工简便、劳动强度低、加固效果更好、承载力明显提高，使材料的性能被充分利用以达到更经济、适用的目的。文档编号E04C3/44GK201460025SQ20092012364公开日2010年5月12日申请日期2009年7月2日优先权日2009年7月2日发明者姚谏,林炎飞,赵阳申请人:广厦建设集团有限责任公司;浙江大学;浙江树人大学