一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式FRP的加固方法

本发明属于混凝土加固相关，更具体地，涉及一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式frp的加固方法。

背景技术：

1、纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer，简称frp)因其轻质高强耐腐蚀的优势，已越来越多地应用于结构的加固工程中。其中，将frp嵌入混凝土结构表面的保护层中的方法(简称“嵌入式frp加固法”)能有效提升frp材料的强度利用率以及对frp提供更好的保护，因而成为了一种主流的frp加固方法之一。然而，传统的嵌入式frp加固方法经常采用的树脂基有机粘结剂面临较贵的价格和不耐高温等缺点。采用高强水泥基无机粘结剂能有效克服这些缺陷，但普通的水泥基粘结剂拉剪性能较差，作为粘结剂用于嵌入式frp加固结构时易发生界面破坏。此外，嵌入式frp与混凝土界面的剥离破坏机理复杂且难以预测，限制了嵌入式frp加固法在实际工程中的应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式frp的加固方法，提升嵌入式frp与待加固结构界面抗剪强度，并通过导电粘结剂的电阻测量实现界面状态的感知。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式frp混凝土的加固方法，包括：s1：在高强水泥基粘结剂中加入导电材料获得导电高强水泥基粘结剂；s2：在待加固结构表面frp筋埋置位置切槽，并在frp筋埋置槽的非平行方向间隔设置多个齿状槽，每个齿状槽均与所述frp筋埋置槽相交；s3：向所述齿状槽与frp筋埋置槽内灌注部分所述导电高强水泥基粘结剂，而后在所述frp筋埋置槽内插入frp筋，继续灌注导电高强水泥基粘结剂直至frp筋埋置槽和齿状槽被填满；s4：在齿状槽的端部插入电极。

3、优选地，所述齿状槽与所述frp筋埋置槽相互垂直。

4、优选地，所述导电材料为钢纤维、碳纤维、石墨烯、氧化石墨烯或碳纳米管中的一种或多种组合。

5、优选地，所述电极为网状或片状结构。

6、优选地，所述电极材料为金属或碳基低电阻导电材料。

7、优选地，所述齿状槽位于所述frp筋埋置槽的端部或加载点或易发生界面破坏的位置处。

8、优选地，所述frp筋的材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯合成纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯合成纤维中的一种或多种组合。

9、优选地，所述frp筋的表面设有螺纹凸起。

10、优选地，所述frp筋埋置槽与frp筋表面之间的距离为2～5mm。

11、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式frp的加固方法主要具有以下有益效果：

12、1.本申请采用掺入导电填料的导电高强水泥基粘结剂作为frp筋与待加固结构之间的粘结剂并在frp-待加固结构界面上间隔布置粘结剂抗剪锚固齿块，以提升嵌入式frp-混凝土界面抗剪强度，通过导电粘结剂的电阻测量实现界面状态的感知，实现对裂缝的有效监测。

13、2.本申请的在高强水泥基粘结剂中加入导电材料，并在齿状槽端部设置电极，齿状槽内形成连接加固块，不影响整体的力学性能，又能实现电阻检测。

14、3.frp筋的表面设有螺纹凸起增加了与导电高强水泥基粘结剂的接触面积，进而提升了粘结性能，增加了抗剪切能力。

技术特征：

1.一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式frp的加固方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述齿状槽与所述frp筋埋置槽相互垂直。

3.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述导电材料为钢纤维、碳纤维、石墨烯、氧化石墨烯或碳纳米管中的一种或多种组合。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的加固方法，其特征在于，所述电极为网状或片状结构。

5.根据权利要求4所述的加固方法，其特征在于，所述电极材料为金属或碳基低电阻导电材料。

6.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述齿状槽位于所述frp筋埋置槽的端部或加载点或易发生界面破坏的位置。

7.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述frp筋的材料为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯合成纤维、聚萘二甲酸乙二醇酯合成纤维中的一种或多种组合。

8.根据权利要求1或7所述的加固方法，其特征在于，所述frp筋的表面设有螺纹凸起。

9.根据权利要求1所述的加固方法，其特征在于，所述frp筋埋置槽与frp筋表面之间的距离为2～5mm。

技术总结本发明属于混凝土加固相关技术领域，其公开了一种具有自锚固和自感知功能的嵌入式FRP的加固方法，包括：S1：在高强水泥基粘结剂中加入导电材料获得导电高强水泥基粘结剂；S2：在待加固结构表面FRP筋埋置位置切槽，并在FRP筋埋置槽的非平行方向间隔设置多个齿状槽，每个齿状槽均与所述FRP筋埋置槽相交；S3：向所述齿状槽与FRP筋埋置槽内灌注部分所述导电高强水泥基粘结剂，而后在所述FRP筋埋置槽内插入FRP筋，继续灌注导电高强水泥基粘结剂直至FRP筋埋置槽和齿状槽被填满；S4：在齿状槽的端部插入电极。本申请提升了嵌入式FRP与待加固构件粘结界面的抗剪强度，并通过导电粘结剂的电阻测量实现界面状态的感知。技术研发人员：张世顺,柯研受保护的技术使用者：华中科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2