美国杜邦芳纶布KEVLAR® 在混凝土结构加固补强中的应用 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） (�C) 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(g/m2) 厚度(mm) 强度 (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 KRS- 40 KRS-60 克 重（g/m2）(a) 320 450 设计抗拉强度（N/mm2） 2100 2100 弹性模量（N/mm2） 120 120 设计厚度（mm） 0.193 0.286 保证强度/ 层（tf/m ） 40 60 试验强度/ 层（tf/m ） 55 70 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的原丝小克重可分别做285 g/m2 和415 g/m2 。 KEVLAR® 跟碳纤维的比较 KEVLAR® 49 碳纤维 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 对破坏的容许度 好（塑性破坏） 差（脆性破坏） 导电性 不导电 导电 施工操作性 非常好（倒角半径小） 好（倒角半径大） 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发展现状 有限（以前为限制产品） 建筑业应用广泛 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 • 墙体的冲击防护
