由于受到溫度、濕度、氯離子等侵蝕因素的影響，堿性混凝土逐漸中性化，導(dǎo)致鋼筋失去了保護(hù)，造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的降低。目前，很多國(guó)家都在研究提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的方法。鋼筋銹蝕引起耐久性降低的問題是土木工程中普遍存在的主要問題之一。在美國(guó)所有混凝土結(jié)構(gòu)的破壞中，鋼筋銹蝕破壞可占到，即每5座鋼筋混凝土建筑物中，就有1座因?yàn)殇摻钿P蝕導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。工程結(jié)構(gòu)的大量損害會(huì)增加修補(bǔ)加固費(fèi)用的投資，據(jù)統(tǒng)計(jì)歐洲一些國(guó)家每年用于修復(fù)由于鋼筋耐久性不足而損壞的構(gòu)件需要花費(fèi)上十億英鎊。

　　鋼筋腐蝕能造成嚴(yán)重的危害，國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性問題進(jìn)行了深入研究，通過對(duì)鋼筋各種腐蝕過程的機(jī)理研究，努力尋找提高保護(hù)鋼筋的方法。研究方法從混凝上的宏觀結(jié)構(gòu)延伸到微觀結(jié)構(gòu)、破壞機(jī)理及防護(hù)措施等諸多方面。目前，防護(hù)方法的研究已經(jīng)取得一定的進(jìn)展，如采用鋼筋阻銹劑、在鋼筋表面電鍍一種保護(hù)膜或采用環(huán)氧涂層鋼筋。人們從使用環(huán)氧樹脂作為鋼筋保護(hù)膜的方法中得到提示，開始研制纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是以纖維為增強(qiáng)材料的樹脂基復(fù)合材料，可分為纖維增強(qiáng)聚合物布、網(wǎng)、板、筋。纖維采用玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維等高彈模人造纖維。聚合物采用環(huán)氧樹脂、聚醋或其他高強(qiáng)度高粘結(jié)性的樹脂。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料最早于20世紀(jì)80年代由日本首先開發(fā)，近20年發(fā)展很快，其應(yīng)用可分為三類:一是獨(dú)立地建造輕型結(jié)構(gòu)，如過街天橋、具有特殊要求的建筑物;第二種是用于混凝土結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)加固，特別是梁、板的彎拉加固，梁、柱的抗剪加固以及柱子的抗震加固，具有施工簡(jiǎn)便、避免噪聲和粉塵污染、不破壞結(jié)構(gòu)外形、不增加結(jié)構(gòu)自重的優(yōu)點(diǎn);第三種是作為筋材和網(wǎng)材代替鋼筋，建造混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)混凝土結(jié)構(gòu)新體系。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料受到纖維性能、產(chǎn)品形式不同的影響，其應(yīng)用情況也各具特點(diǎn)，故進(jìn)行系統(tǒng)化研究纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的應(yīng)用范圍具有現(xiàn)實(shí)意義。

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由增強(qiáng)材料和基體材料組成，高性能纖維為增強(qiáng)材料，合成樹脂為基體材料。纖維具有很高的抗拉強(qiáng)度，是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料強(qiáng)度的主要提供者，主要起承受荷載作用，分有機(jī)纖維和無機(jī)纖維兩種，有機(jī)纖維主要包括芳綸纖維、混雜纖維;無機(jī)纖維主要品種有玻璃纖維、石英玻璃纖維、硼纖維、碳纖維、陶瓷纖維、金屬纖維等?；挠姓辰Y(jié)、傳遞剪力的作用，其物理性質(zhì)可以影響纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的物理性質(zhì)。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中常用的基材包括不飽和聚酷樹脂、乙烯基醋樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酞胺樹脂等。目前，工程中采用的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要有玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合材西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文料、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料根據(jù)產(chǎn)品形式分為纖維增強(qiáng)聚合物筋，纖維增強(qiáng)聚合布、纖維增強(qiáng)聚合格柵等。根據(jù)連續(xù)纖維的類型、基體材料的性質(zhì)、所摻入輔助劑的性能、纖維含量和纖維的截面形式等因素確定纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的物理力學(xué)性能。

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料一般的物理力學(xué)性能

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是各向異性材料。成分的不同物理性能差別可能很大，例如纖維的方向，當(dāng)纖維方向與復(fù)合體受力方向一致時(shí)，增強(qiáng)效果最佳;反之，當(dāng)纖維方向與復(fù)合體受力方向垂直時(shí)，增強(qiáng)效果最小。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料與許多材料一樣，其力學(xué)性能與受載時(shí)間、受載情況、溫度和濕度等因素緊密相關(guān)。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的密度都比較小，例如，鋼材的密度是7850k留m3，纖維增強(qiáng)聚合物筋材料密度是鋼材密度的1/7一1/5，在相同直徑下纖維增強(qiáng)聚合物筋質(zhì)量大大低于鋼筋，故其混凝土結(jié)構(gòu)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的自重輕，需求量相同的情況下，纖維增強(qiáng)聚合物筋相比鋼材運(yùn)輸成本低。

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是脆性材料，其抗拉強(qiáng)度很高，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是線性關(guān)系，在破壞前無任何實(shí)質(zhì)性的屈服變形。以纖維增強(qiáng)聚合物筋為例，纖維增強(qiáng)聚合物筋具有較高的比強(qiáng)度，能夠降低地震作用，施工強(qiáng)度降低，節(jié)約人力成本。纖維的種類、含量和樹脂種類等不同，會(huì)影響纖維增強(qiáng)聚合物筋的縱、橫向熱膨脹系數(shù);縱向熱膨脹系數(shù)一般受纖維控制，橫向熱膨脹系數(shù)由樹脂基體控制，通常橫向熱膨脹系數(shù)比縱向熱膨脹系數(shù)大。纖維增強(qiáng)聚合物筋混凝土構(gòu)件是一種復(fù)合構(gòu)件，在二者協(xié)同工作時(shí)，由于兩種材料在熱應(yīng)力下的性能相近，所以混凝土和纖維增強(qiáng)聚合物筋的產(chǎn)生的變形差較小。即當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力不會(huì)破壞纖維增強(qiáng)聚合物筋與混凝土的粘結(jié)，保證纖維增強(qiáng)聚合物筋混凝土構(gòu)件的安全性。

　　纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體材料可以是熱固性樹脂或熱塑性樹脂。兩者的區(qū)別在于熱固性樹脂的分子結(jié)構(gòu)在受熱時(shí)會(huì)分解，因此這種樹脂制成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一次成型不能彎曲。而用熱塑性樹脂制成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可以使用加熱、催化劑、加壓等方式來彎曲?；跇渲w的可塑性，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作成布狀，此產(chǎn)品應(yīng)用于砌體結(jié)構(gòu)的修復(fù)。