海川新材｜GFRP筋在混凝土结构中的应用

导读

我国已经是全球最大的玻璃纤维生产国，负责任的讲玻璃纤维增强筋是经过市场选择的，目前最有可能在特殊工况代替钢筋的纤维增强复合材料。尤其在地铁盾构可切削混凝土结构、高等级公路边坡以及隧道支护、抵抗化学物质侵蚀等领域表现出极佳的应用性能，现已成为众多建设单位的建材宠儿。

海港码头、严寒地区的路面、化工厂、水处理厂等工程中，钢筋混凝土因腐蚀而发生明显的早起劣化。最终引起构筑物的毁坏。

玻璃纤维筋（GFRP rebar）以玻璃纤维为增强材料，是目前市场上最主要的复合材料筋材，具有轻质高强、耐腐蚀、易切割和无磁性等特性，广泛应用于路面桥面铺装、基坑施工、沿海工程、隧道新意法施工、TBM工法、CT室等。

一、产品介绍

土木工程用玻璃纤维增强筋（Glass Fiber Reinforced Polymer Bars）是由含碱量小于1%的无碱玻璃纤维（E-Glass）无捻粗纱或者高强玻璃纤维（S）无捻粗纱和树脂基体（环氧树脂、乙烯基树脂）、固化剂等材料，通过成型固化工艺复合而成的筋材，简称GFRP筋。

二、技术分析

路威GFRP筋拉伸性能

玻璃纤维筋是一种各向异性的材料，相对于钢筋来说，其具有相对较高的抗拉伸强度。

路威GFEP筋剪切性能

路威GFRP筋于混凝土的粘结强度

路威GFRP筋的抗腐蚀性能

尽管GFRP筋不会像金属那样产生化学腐蚀，但可能会在不同的化学环境中（包括酸、碱）发生性能的劣化。将GFRP筋泡制在碱性溶液（初始PH值为12.8，以后每隔1~2周测试一次PH值，均保持在12.5左右）中，接近于混凝土与水泥砂浆的环境中3个月（温度变化0~40摄氏度）。从试验结果来看，试样表面出现较明显的溶胀现象，并伴有发粘、发白的状态。质量顺势在5%以内。而浸泡在强酸、氯离子溶液中表现出极好的抗化学腐蚀的能力。

三、应用技术

岩土工程用GFRP锚杆支护技术

隧道、边坡以及地铁等工程中都会设计到岩土锚固，锚固常采用抗拉强度较高的钢材作为锚杆。

自20世纪90年代以来，国外开始采用GFRP筋这种非金属锚杆来代替传统的gang锚杆。

GFRP筋在长期恶劣的地势条件下具有良好的抗腐蚀性能，用GFRP筋制作锚杆代替钢锚杆具有不需要防腐处理，抗拉强度大，重量轻而易于制造、运输和安装等有点。

目前，GFRP筋政被越来越多地作为锚杆用于岩土工程。

GFRP筋在岩土工程中的应用对地下工程的开发有十分重要的意义，既可以充分发挥其抗拉强度高、耐腐蚀等优势，又消除了大量钢筋网埋在地下给今后城市地下工程的开发带来隐患。

自感应GFRP筋智能检测技术

光纤光栅传感器与传统测力传感器相比具有很多独特的优点，例如传感头结构简单、体积小、重量轻、重复性好、抗电磁干扰、较高灵敏度、外形可变且能够在生产环节植入到GFRP筋中。

路威GFRP智能筋是路威GFRP筋与光纤光栅传感器的结合体，具有良好的耐久性、出色的布设成活率及灵敏的应变传递特性，适合土木工程领域以及施工和服役环境恶劣的条件下工作。

盾构可削切混凝土配筋技术

地铁围护结构中为了阻挡由于混凝土中钢筋被人工拆除而导致的水或图在水压力的作用而渗入，在止水墙的外面，工人必须灌注一些密实的土体，甚至是素混凝土。这样的操作无疑增加了工人的劳动强度，也增加了地下隧道开挖的周期。

解决方案可用GFRP筋笼代替钢筋笼，应用与地铁端头维护的混凝土结构中，不仅承载力可以瞒住要求，同时由于GFRP筋混凝土结构具有在盾构机器（TBMs）穿越围护结构中可以被切割优点，大大的免除工人频繁的进出工作竖井，进而加快施工速度和安全性。

GFRP筋ETC专员公车道应用技术

现有ETC车道存在通行信息丢失。甚至重复扣费、邻道干扰、车道重复上传交易信息和交易失败等情况，利用无磁性不导电的GFRP筋代替钢筋在路面铺装中会用可减缓这种现象。

GFRP筋连续配筋混凝土路面

连续配筋混凝土路面（CRCP）J具有行车舒适、承载力高、经久耐用、易于维修养护的等显著有点，采用玻璃纤维筋（GFRP）取代钢筋应用于这种路面结构，既克服了钢筋一锈蚀的弊端，又保持了连续配筋混凝土路面的优点，还可降低路面结构内的应力。

秋冬季GFRP筋抗CI-混凝土应用技术

对于北方道路而言，由于冬季道路结冰现象普遍，撒盐除冰是较为经济有效的方式之一，而氯离子是钢筋混凝土路面中钢筋腐蚀的罪魁祸首。利用耐腐蚀性能优良的GFRP筋代替钢筋，能增长路面的寿命。

GFRP筋海洋混凝土增强技术

钢筋氯离子锈蚀是影响近海工程钢筋混凝土结构耐久性最根本的因素。在海港码头中经常采用的大跨度梁板结构，由于其自重和承受的荷载较大，在纵梁的跨中及支座处承受巨大的弯矩和剪力，进而引起裂缝的开展。由于海水的作用使这些局部的钢筋能在很短的时间内发生锈蚀，导致整体结构的承载力降低，影响了码头的正常使用升值发生安全事故。

GFRP筋的应用范围：海提、海滨建筑结构、水产养殖地、人工礁石、断水结构、浮动码头等。

GFRP筋的其他特殊应用

1、抗电磁干扰特殊应用

机场和军用设施防雷达干扰装置、敏感军用设备测试设施的混凝土墙、医疗保健单位核磁共振成像设备、地磁观测站、核聚变建筑物、机场指挥塔等，可以采用GFRP筋代替钢筋、钢筋等作为混凝土的增强材料。

2、三明治墙板连接件（一种预制混凝土夹芯保温墙体 专利号：20132025983.1）

预制三明治保温墙板是由两个混凝土侧板和中间的一个隔热层组成。该结构采用最新推出的OP-SW300玻璃纤维增强复合材料（GFRP）连接件穿过隔热板吧两侧的混凝土板连接在一起，使得保温墙体在构造上彻底杜绝冷桥。该产品既利用了路威GFRP筋的不导热性能，有充分发挥了夹心墙体的组合效应。

四、主编国家（行业）标准和所获荣誉

五、部分工程案例

企业介绍Business introduction

深圳海川新材料科技股份有限公司成立于2010年10月，是深圳市海川实业股份有限公司的全资子公司。共设立3个事业部、1个中央研发院、1个通过国家CNAL认证的材料检测中心，总部设立于广东省深圳市，另拥有上海、广东河源、及江苏句容3个生产研发基地。公司已经通过了ISO9001质量体系、ISO14001环境体系和OHSAS18001职业健康安全管理体系的认证，主营业务涵盖了“绿色道路”和“智能交通”的材料研发、生产、销售及服务四个环节，作为国家级高新技术企业，海川享受国家及省级财政扶持和优惠政策。

来源：海川新材料