KEVLAR® 在混凝土结构加固补强中的应用
加固补强的原因
• 结构因腐蚀而造成整体强度降低
• 结构承载力不足
• 结构荷载发生变化
• 地震破坏
• 偶然撞击（如汽车等）
加固类型
现 有 补 强 材 料
混凝土
(+) 造价低，应用广泛
(-) 需要重型起重设备，施工干扰大
钢板
(+) 应用广泛，施工干扰少
(-) 安装困难，易腐蚀
复合材料
(+) 施工简单快捷，施工干扰少
(-) 在土木工程中应用较少，缺乏规范
复 合 材 料
纤维 ：玻璃纤维，碳纤维及芳纶纤维
胶结剂：环氧树脂及胺类硬化剂（灌缝封闭）
加固工艺
- 预浸树脂的单向或双向纤维布
- 胶接而成的板
- 复合预制件
加固补强用纤维
玻璃纤维
(+)抗拉强度：3000 Mpa
(-) 弹性模量：60 Gpa
(-) 易受盐腐蚀
(-) 施工操作性较差
(+) 造价低
* 在美国主要用来约束墩柱和复合材料加强筋
碳 纤 维
(+) 抗拉强度：4500 Mpa
(+) 弹性模量：230 Gpa
(+) 良好的静力和动力疲劳特性
(-) 所加固的构件发生断裂时，会发生灾难性的脆性破坏
(-) 导电
*多用于加固梁、板，限制挠度
芳纶纤维 : KEVLAR®
(+) 抗拉强度：3200 Mpa
(+) 弹性模量：125 Gpa
(+) 抗破坏性能好（特别是耐冲击性）
(+) 所加固的构件发生断裂时，是非灾难性塑性破坏（特别是 局部冲击下）
(+) 不导电
(+) 易于施工（易叠层）
(–) 受紫外线照射后强度会降低，但可通过做外部涂装来解决。
*多用于柱体加固及防车辆撞击
常用Kevlar®纤维的类型
• KEVLAR® 49
- 抗拉强度(3200 MPa), 弹性模量 (125 GPa)
- 饱和水分含量(3%)
-应用：复合材料
• KEVLAR® 29
-抗拉强度 (3200 MPa), 弹性模量 (80 GPa)
- 饱和水分含量 (8%)
-应用：防弹背心，头盔，轮胎，传送带，涂敷布
KEVLAR®单向布料类型
克重 厚度 强度
(g/m2) (mm) (ton f /m)
KRS-40 320 0.193 40
KRS-60 450 0.286 60
KRS-90 650 0.430 90
KRS-120 830 0.572 120
• 建议树脂重量比含量50% (42%)
对应于40 % (50%) 纤维体积含量
KEVLAR® 纤维布的特性
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KRS- 40 |
KRS-60 |
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克 重（g/m2）(a) |
320 |
450 |
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设计抗拉强度（N/mm2） |
2100 |
2100 |
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弹性模量（N/mm2） |
120 |
120 |
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设计厚度（mm） |
0.193 |
0.286 |
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保证强度/ 层（tf/m ） |
40 |
60 |
|
试验强度/ 层（tf/m ） |
55 |
70 |
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设计硬度/ 层（KN/mm ） |
24 |
36 |
|
(a) 克重包含30g/m2的聚酯纤维纬线。KRS- 40 、KRS- 60的原丝最小克重可分别做至285 g/m2 和415 g/m2 。 |
KEVLAR® 跟碳纤维的比较
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KEVLAR® 49 |
碳纤维 |
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密 度 |
1.44 |
1.8 |
|
抗拉强度（N/mm2） |
3200 |
3500- 4700 |
|
弹性模量（N/mm2） |
125 |
150-230-340 |
|
延伸率（%） |
2.4 |
1.4 |
|
蠕 变 |
良好 |
良好 |
|
耐化学腐蚀性 |
良好 |
良好 |
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对破坏的容许度 |
好（塑性破坏） |
差（脆性破坏） |
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导电性 |
不导电 |
导电 |
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施工操作性 |
非常好（倒角半径小） |
好（倒角半径大） |
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出现的典型问题 |
应做防水和防紫外线处理，动载性能好 |
能够承受长期的静荷载 |
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发展现状 |
有限（以前为军工限制产品） |
建筑业应用广泛 |
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产品类型 |
纤维布、复合板 |
织带、纤维布、复合板 |
单向布的特征和设计值
芳纶材料与钢材/碳纤维材料的对比
非导电性和非导磁性
电磁性能
KEVLAR® 芳纶布
在混凝土结构补强上的应用
• 加固柱体 (桥梁，停车场，建筑物)
• 保护桥墩以防车辆的撞击破坏
• 梁、板的加固
• 墙体的爆炸冲击防护 |
服务热线：020-12345678
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