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任务来源:湖北省技术创新专项重大项目(编号:2016AAA025):碳纤维增强复合材料加固与阴极保护钢筋混凝土柱一体化设计方法;国家自然科学基金(编号:51108451):TRC加固混凝土结构在海洋严酷环境下的性能及劣化机理研究等9项国家、省部级项目。
应用领域与技术原理:主要应用于桥梁工程、建筑工程和水电工程领域。项目围绕混凝土结构力学和耐久性能综合提升技术难、功能需求的提升可控难、材料利用率低等三个难题,基于 “外防”和“内控”相结合的方法,对混凝土结构耐久和力学进行综合性能提升。
成果的创新性和性能指标:(1)发明了碳纤维布加固与阴极保护混凝土结构一体化技术;在国内外首次研发出新型加固用导电胶粘剂;建立了碳纤维布加固与阴极保护混凝土结构的一体化设计方法。
(2)发明了纤维编织网增强水泥基材料修复加固与防护混凝土结构技术,纤维编织网强度利用率达到90%以上,提出了TRC加固混凝土结构的损伤演变分析方法,构建了TRC加固混凝土结构的计算理论体系。
(3)发明了预应力纤维片材与钢材复合加固技术;纤维片材强度利用率提高40%以上;发展了预应力纤维片材与钢材复合加固混凝土梁板结构的设计理论。
作用与意义:获知识产权30项;发表论文142篇(SCI收录44篇,EI收录58篇);出版著作2部;成果编入5部国家技术标准;为社会培养了一批从事工程结构加固科学研究、设计和管理的人才;促进了“学研产”模式的发展,由项目完成单位形成的“学研产”模式已成为典范,为加固行业培养了大批的技术人员。
推广应用:研究成果实现了一材多用,提高材料利用率,能同时提升混凝土力学和耐久性能,延长了混凝土结构使用寿命,实现低碳和环保的目的,显著降低投资费用。
存在的问题:对于水下混凝土结构,由于结构表面处于水饱和状态,需要采用特殊的胶粘剂或水下不分散水泥基材料,维修加固费用将会大幅增加,失去该技术的经济优势。
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