CN1235734C - 加强结构的方法，加强结构材料和加强结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加强结构的方法，所述结构带有含加强纤维纱线的薄片，通过这种方法能充分的防止薄片的剥离，最大化的利用薄片的强度，并且可有效的加强现有结构。所述方法包括步骤：在结构的表面上设置含加强纤维纱线的薄片，所述结构从包括混凝土和钢结构的组中选择出来，同时柔性材料夹在它们之间，所述柔性材料在23℃时具有10%至200%的最大载荷拉张伸展率和0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。

Description

加强结构的方法，加强结构材料和加强结构
技术领域
本发明涉及一种通过含加强纤维纱线的薄片加强混凝土或钢结构的方法，所述混凝土和钢结构例如为：梁，柱状物，板，壁，通风管，钢筋混凝土梁，混凝土路面，铁路隧道，公路隧道，穿山隧道，用于水力发电站的水道隧道，引水隧道，压力输水隧道及其它各种隧道，如须承受来自内部和/或外部压力的休姆氏输送管的地下结构，具有弯曲表面的桥梁和U形槽。本发明也涉及在上述加强方法、结构加强物和加强结构中所用的含加强纤维纱线的薄片。
背景技术
最近可以看到由于经过一段时间后结构部件的毁坏，一些混凝土或钢结构设计时的特性不能再维持。已实施了这些结构的加固和修复，例如，改进其防震特性，防止结构部件的毁坏的修复，或改进其功能的加固。
例如，传统的加强方法包括在要加强结构的表面上粘结含加强纤维的薄片以使薄片与结构结合，所述薄片如为加强纤维薄片和/或加强纤维塑料板。由于这种方法具有许多良好的效果，因而通常采用它。另一方面，也有加强隧道内壁混凝土表面的方法，所述方法包括用喷浆混凝土或预应力混凝土板衬住外部混凝土表面，并且可选择的用衬砌板、U形钢和联接钢板衬住拱形支架。也有为解决漏水、由于内外压力引起的强度下降、实际的输水量减少的问题而采用的修复或加强输水隧道或类似结构的方法，例如，这些方法包括喷射方法，修整方法，铸造方法和粘结方法，所述喷射方法是将含钢纤维泥灰或含钢纤维混凝土喷射在现有的混凝土衬砌的表面上，所述修整方法是用树脂泥灰或含钢纤维泥灰涂在其表面上。
在上述的各种方法中，当使用将难以破裂和具有高强度的薄片施加在结构表面上粘结含加强纤维薄片的方法时，只要将薄片固定在结构上，薄片就能提供良好的加强效果。但是，在结构寿命的最后阶段，含加强纤维的薄片在断裂之前倾向于与结构剥离，降低了加强效果，这最终导致了结构的毁坏。
为了克服上述缺陷，提出过一种防止含加强纤维的薄片与结构剥离的方法。所述方法包括：使结构具有用于将薄片固定在结构上的含加强纤维附加材料，或者通过锚件或金属板将薄片固定在结构上。但是，应用这些方法很难最大化利用薄片的强度，或可能使工作过程复杂化。而且，在遇到具有弯曲表面隧道结构的情况下，甚至小小的缝隙将可导致薄片与隧道结构内壁剥离，并因而难以获得加强效果。
还有一种方法，其中用粘合剂将含加强纤维的薄片粘结在结构内壁表面上。但是，传统的粘合剂仅仅用于粘结薄片，薄片与结构之间缓冲效果则很小。因而不能充分而持久的防止剥离。顺便提一下，传统的粘合剂仅可形成23℃时最大载荷拉张伸展率少于5％的层。
发明概述
因此，本发明目的之一是提供一种加强带有含加强纤维纱线薄片的结构的方法，通过应用所述方法可有效的防止薄片的剥离，甚至当薄片设在如梁、柱、钢筋混凝土梁的表面或弯曲表面上时，可最大化的利用薄片的强度，并且有效的加强现有混凝土或钢结构。
本发明的另一个目的是为加强带含加强纤维纱线薄片的结构提供一种加强结构薄片和利用同一方法的结构加强物，所述加强结构薄片含加强纤维纱线，这有效的防止了薄片剥离脱落，发挥了最大强度，且适合方便充分的加固。
本发明的再一目的是提供一种强度和耐用性都得到加强的混凝土或钢加强结构。
根据本发明，提供一种加强结构的方法，包括步骤A：在结构表面上设置含加强纤维纱线的薄片(下文中有时称作为薄片a)，所述结构从包括混凝土和钢结构组中选出来，同时柔性材料设置在它们之间，所述柔性材料在23℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率和0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。
根据本发明，还提供一种含加强纤维纱线的加强结构薄片，其中所述加强结构薄片是在上述加强方法中使用的薄片a，且所述加强结构薄片包括加强材料，所述加强材料具有许多沿着所述薄片纵向相互平行排列的纵向加强纱线。
根据本发明，还提供一种用于加强结构的结构加强物，所述结构从包括混凝土和钢结构组中选出来，所述加强物包括柔性材料层和薄片a，所述柔性材料在23℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率和0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。
根据本发明，进一步提供了一种加强结构，其中上述结构加强物设在结构的表面上，所述结构从包括混凝土和钢结构的组中选出来，同时所述结构加强物的柔性材料层设置在结构表面与含结构加强物的加强纤维纱线的薄片之间。
附图简要说明
图1是本发明的立体示意图，示出了用于含加强纤维纱线的薄片的加强材料的一个实施例。
图2是本发明的立体示意图，示出了用于含加强纤维纱线的薄片的加强材料的另一实施例。
图3是本发明的立体示意图，示出了用于含加强纤维纱线的薄片的加强材料的又一实施例。
图4是本发明的立体示意图，示出了用于含加强纤维纱线的薄片的加强材料的另一实施例。
图5是说明本发明加强方法一个实施例的示意图。
图6是说明本发明加强方法另一个实施例的示意图。
图7是说明本发明加强结构的一个实施例的示意图，是在其内壁上具有弯曲表面的混凝土结构。
图8是说明怎样加强在实施例1-1至实施例1-4和比较实施例1-1至1-3的测试中使用的测试件的示意图。
图9是实施例1-1中薄片的应力分布曲线图。
图10是说明实施例1-1至1-3和比较实施例1-1至1-2的测试中施加的荷载与位移关系的曲线图。
图11是说明比较实施例1-2中应力分布的曲线图。
图12是说明怎样加强在实施例2-1至实施例2-2和比较实施例2-1至2-2的测试中使用的测试件的示意图。
图13是实施例3-1与其它实施例的荷载测试中工具和加强混凝土结构的示意性前视图。
图14是图13的设备和加强混凝土结构的示意性侧视图。
图15是实施例3-2与其它实施例的荷载测试中设备和加强半圆柱体混凝土结构的示意性前视图。
图16是图15中设备和加强半圆柱体混凝土结构的示意性侧视图
优选实施例
本发明加强方法包括步骤A：在混凝土或钢结构的表面上设置薄片a，同时将特定的柔性材料设置在混凝土或钢结构的表面与薄片之间。
当要加强的结构比如是柱状物或通风管时，步骤A最好是将薄片a设置在结构的外表面上，同时将特定柔性材料设置在它们之间，以便，当加强主要的意图是防弯曲时，薄片a的加强纤维纱线沿着结构的纵向或轴向布置或者沿着产生拉伸应力的方向布置，反之，当其主要的意图是防剪切时，加强纤维纱线沿着圆周方向或者垂直于结构轴线的方向或者沿着产生剪切应力的方向布置。
当要加强的结构是梁或钢筋混凝土梁时，步骤A最好是在结构的表面上设置薄片，同时将特定的柔性材料设置在它们之间，以便，当加强的主要意图是防弯曲时，薄片a的加强纤维纱线沿着结构的纵向或轴向布置或者沿着产生拉伸应力的方向布置，反之，当加强的主要意图是防剪切时，加强纤维纱线沿着圆周方向或沿垂直于结构的轴线的方向或沿产生剪切应力的方向布置。
当要加强的结构是桥面或混凝土路面时，步骤A最好是在结构的上表面和/或下表面设置薄片a，同时将特定的柔性材料设置在它们之间，以便，当加强的主要意图是防弯曲时，薄片a的加强纤维纱线沿着结构的纵向或轴向布置或者沿着产生拉伸应力的方向布置，反之当加强的主要意图是防剪切时，加强纤维纱线沿横轴方向或沿垂直于结构的轴线的方向或者沿产生剪切应力的方向布置。
当要加强的结构中没有加强钢筋时，薄片a可选择沿任意合适的方向布置。
当要加强的结构内壁具有弯曲表面时，步骤A最好是至少在结构内壁的弯曲表面上设置薄片a，同时将柔性材料设置在它们之间，以便薄片a的加强纤维纱线沿着弯曲表面的曲面布置。
当要加强的结构内壁表面呈环状时，步骤A最好是在至少一部分结构长度上沿着内壁表面的圆周方向连续地设置薄片a，同时将特定柔性材料设置在它们之间，以便薄片a的加强纤维纱线沿着环状内壁的圆周方向布置。
加强如上述那些特定结构所用薄片a最好是含有图1，2和4所示加强材料的薄片a。
所述柔性材料可以是一种含有热固性或热塑性树脂或者它们的混合树脂的材料。例如，热固性树脂可以是环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸树脂或者它们的混合物。例如，热塑性树脂可以是尼龙、聚碳酸酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯树脂或者它们的混合物。
可取的是当单独固化树脂时，柔性材料里所含的树脂具有0.1×106至50×106牛/米2的弹性拉伸模量，更可取的是在23℃时具有0.5×106至10×106牛/米2的弹性拉伸模量。弹性拉伸模量可根据日本工业标准K7113测定。柔性材料里树脂的含量通常是按重量占50％至100％，更好是按重量占59％至98％，最好是按重量占70％至80％。
为了保持形成柔性材料层的柔性材料粘度在合适的范围内，或者为了防止材料的弛垂以方便施加于结构，柔性材料可选择地含有除树脂之外所需的填充料或触变剂，只要能达到本发明的目的均可。填充料的添加将稍稍降低柔性材料最大载荷拉张伸展率，但是这将提高柔性材料的拉伸强度和弹性拉伸模量。
例如，填充料可以是炭黑、碳酸钙、滑石、硅酸、硅酸盐或者无机颜料(如铅白、红丹、铬黄、钛白、铬酸锶、钛黄或者其它颜料)。柔性材料里填充料的含量通常是按重量占0％至50％，更可取的是按重量占1％至40％，最好是按重量占10％至20％。
所述触变剂具有有机和无机两种类型。在无机触变剂中，最好使用例如锻制二氧化硅、蒙脱石粘土矿物、溶胀云母、合成蒙脱石、斑脱土、炭黑和锂蒙脱石。柔性材料中触变剂的含量通常是按重量占0％至50％，更可取的是按重量占1％至40％，最好按重量占10％至20％。
柔性材料23℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率，更可取的是10％至100％。把用作柔性材料的初始材料施加到结构的表面上，可能会出现材料的下陷，有时这可通过设置较低的最大载荷拉张伸展率来避免。另一方面，尤其可取的是所述柔性材料具有比薄片a的树脂中柔性材料或用于粘结薄片基质树脂中的柔性材料都大的最大载荷拉张伸展率，所述树脂将在下文申描述。所述柔性材料在23℃时拉伸强度是0.1×106牛/米2至50×106牛/米2，柔性材料的最大载荷拉张伸展率和拉伸强度可根据日本工业标准K7113来测定。
通过将柔性材料23℃时最大载荷拉张伸展率和拉伸强度设定在上述的范围内，同时也将柔性材料里树脂(如果含有)23℃时弹性拉伸模量设定在上述的范围内，以防止薄片a的剥离，并且最大化利用薄片a的强度。
尤其可取的是柔性材料5℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率，最好是10％至100％，并且5℃时0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。可取的是当单独固化时，柔性材料中含有的树脂(如果含有)具有0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的弹性拉伸模量，更可取的是5℃时弹性拉伸模量为0.5×106牛/米2至10×106牛/米2。由于甚至在更低温度下柔性材料能保持上述材料特性，因此甚至在低温的条件下也可提供良好的加强效果。
所述柔性材料可从商业上可获得的产品中精选，如EE50、EE50W或EE60，所有的这些都由TOHO EARTHTECH股份有限公司制造。
在要加强的结构表面上直接以层的形式提供柔性材料或者根据所需选择性的借助其它层来提供柔性材料(如起始层)。柔性材料层厚度不作特别限定，通常是100微米至2000微米，最好是200微米至1000微米。
柔性材料层的功能是将结构产生的压力分散和传递到薄片a上。如果需要，通过物理或化学处理改变柔性材料层表面，即对着薄片a的表面，也可提高其对薄片a的粘附力。物理处理可以是通过碾磨或者用砂纸或者超声波处理使表面粗化。化学处理可以是氧化部分表面或向表面添加功能团，例如用电晕、等离子体或者氧化剂来处理。可取的是当柔性材料中含有聚乙烯树脂、聚丙烯树脂或其它类似树脂，这些处理可以起作用。
可通过以下两种方法来形成柔性材料层：(i)把为柔性材料的液体起始材料施加到要加强结构的表面上，然后固化材料，或者(ii)在要加强结构的表面上粘附一种含有柔性材料的材料并形成薄膜、薄片或类似形状。
当通过上述方法(i)形成柔性材料层时，使用了为柔性材料的起始材料，当固化时，所述起始材料显示出了上述特定的最大载荷拉张伸展率和拉伸强度。例如，可使用由上述各种热硬化性和/或热塑性树脂组成的起始材料，或者混和了填充料和/或触变剂的起始材料。这里，作为热硬化性树脂，可取的是具有良好的可操作性的一种室温固化类型。两种组分树脂也是可取的。
鉴于在20℃时的可操作性，作为为柔性材料的起始材料，室温固化类型的热硬化性树脂具有一个30分钟至5小时的适用期，最好是30分钟至2小时的适用期。鉴于工作进度，可取的是在20℃时固化热硬化性树脂着色层所需的时间为1小时至24小时，最好为1小时至12小时。为柔性材料的起始材料达到设计强度所需的时间在20℃时通常是1天至20天，最好是1天至7天。为了便于应用，根据日本工业标准K6833测定的为柔性材料的起始材料的粘度在20℃时通常是50兆帕·秒(mPa·s)至1000000兆帕·秒，最好是5000兆帕·秒至300000兆帕·秒。
为柔性材料的起始材料可以通过滚筒路刷、橡胶铲、泥铲或类似的工具一致施加以使得具有上述所需厚度。
在施加到要加强结构的表面之后，当为柔性材料的起始材料含有热硬化性树脂时，可用热滚筒或干燥机加热到它的固化温度来固化为柔性材料的起始材料。当起始材料含有室温固化类型的热硬化性树脂时，也可仅通过在室温条件下停留达到设计强度所需的时间来固化起始材料。
当通过上述方法(ii)形成柔性材料层时，为柔性材料的起始材料最好包括热塑性树脂或柔性热硬化性树脂。
具有柔性材料且形成特定形状的材料通常可以通过适合的选择方法来粘结，如加热熔化或粘合剂粘结。可取的是粘合剂从能将柔性材料层粘结到要加强的结构上的那些材料中选择，其中粘合强度大于结构的强度，最好是粘合剂材料与为柔性材料的起始材料同种类型。
本发明加强方法中使用的薄片a含有加强纤维纱线。所述加强纤维纱线中的加强纤维可以是碳纤维，玻璃纤维，陶瓷纤维，芳族聚酰胺纤维，碳化硅纤维或者它们的混合物，同时因碳纤维的轻质和抗腐蚀性，优选碳纤维。所述碳纤维可以是沥青基质碳纤维，聚丙烯腈(PAN)基质碳纤维或者它们的混合物。
当要求具有高弹力的碳纤维时，通常使用沥青基质碳纤维，例如由NIPPON石墨纤维公司生产的XN60。当要求具有高强度的碳纤维时，通常使用聚丙烯腈基质碳纤维，例如由TORAY工业股份有限公司生产的T700SC或T300，由TOHO KABUSHIKI KAISHA生产的UT500，或由MITSUBISHI RAYON股份有限公司生产的TR30。
加强纤维可制成二维织物，单向织物或单向材料，所述加强纤维将用作组成薄片a的加强纤维纱线。
薄片a可以是以含有加强纤维纱线的薄片形式存在的任何一种材料。这个术语可解释成包括含有加强纤维纱线的塑料板。
优选地，薄片a具有100至800克/米2的纤维面积重量，1000至10000根长丝/加强纤维纱线，2000×106至5000×106牛/米2的拉伸强度，和2×1011至1×1012牛/米2的弹性拉伸模量。
根据本发明含有加强纤维纱线的薄片是含有加强材料的薄片a，所述加强材料具有许多沿着薄片的纵向相互平行排列的纵向加强纤维纱线，所述薄片指的是薄片1。本发明薄片1的优选实施例可包括下列薄片：
薄片2，其中薄片1的加强材料还具有许多沿着薄片横向相互平行排列的横向线。所述横向线是横向加强纤维纱线和/或横向辅助线，并且纵向加强纤维纱线与横向线形成织物结构。
薄片3，其中用固定部件将薄片2中的纵向加强纤维纱线与横向线相互粘合且固定在一起。
薄片4，其中薄片1的加强材料还具有许多沿着薄片纵向相互平行排列的纵向辅助线，和许多沿着薄片横向相互平行排列的横向辅助线。所述加强材料具有织物结构，其中纵向加强纤维纱线基本上不随着纵向和横向辅助线弯曲。
薄片5和支撑件，所述薄片5含有薄片1至薄片4任何一个中的加强材料，所述支撑件用于支撑加强材料。通过粘合剂将加强材料粘附到支撑件上。
落入薄片2范围内的薄片3例如可以是类似布的薄片，其中它的经线和纬线之一是加强纤维纱线，另一条线是含有热塑性树脂的纤维制成的辅助线。所述含有热塑性树脂的纤维可以是热塑性树脂纤维，或者带有热塑性树脂的任何纤维或粘合其上的热塑性纤维。在含有热塑性树脂的纤维里，经线和纬线通过热塑性树脂相互粘合且固定。
薄片5例如可以是具有单向排列的加强纤维纱线的薄片和含有热塑性树脂的网状格子。在含有热塑性树脂的纤维中，所述格子通过热塑性树脂固定并粘附在薄片上。
落入薄片1和薄片2范围内的薄片3例如可以是含有图1所示加强材料10的薄片。所述加强材料10是具有许多沿着所述薄片纵向相互平行排列的加强纤维纱线1a和许多横向辅助线2a的材料。加强纤维纱线1a和横向辅助线2a是用固定部件3相互粘结并固定的。
落入薄片1、2或4范围内的薄片3例如可以是含有图2所示加强材料20的薄片。加强材料20是这样一种材料，其中组(X)中许多加强纤维纱线1a沿着所述薄片纵向平行排列并以所述薄片的形式单向定向，组(Y)中许多横向辅助线2a排列在组(X)的前面和背面，组(Z)中纵向辅助线2b以垂直于组(Y)且平行于组(X)的方向排列，所述组(X)、组(Y)、组(Z)共同组成了基本上不使加强纤维纱线1a弯曲的机织物。用固定部件将加强纤维纱线1a、横向辅助线2a和纵向辅助线2b相互粘合并固定在适当的位置。
落入薄片1或2范围内的薄片3例如可以是含有图3所示加强材料30的薄片。所述加强材料30是加强纤维纱线的双向平面机织物，其中许多沿着所述薄片纵向相互平行排列的加强纤维纱线1a与许多横向加强纤维纱线1b垂直布置。所述纵向加强纤维纱线1a和所述横向加强纤维纱线1b用固定部件3相互粘合并固定。
落入薄片1范围内的薄片5例如可以是含有图4所示加强纤维材料40的薄片。所述加强材料40是这样一种材料，其中，类似网状结构支撑件通过粘合剂5粘附在所述薄片的一面上，所述薄片由许多沿着所述薄片纵向相互平行排列的加强纤维纱线1a组成。
粘合剂5的材料不作特别限定，它可以从那些类似于用作下文中将要描述的基质树脂的材料中精选出来。基于加强纤维纱线1a总重量等分成100份，所用的粘合剂5的重量最好是3等份至7等份。
在上述各种加强材料中，所述纵向加强纤维纱线1a可以(也可以不)通过固定部件3粘合并固定在横向辅助线2a上或者横向加强纤维纱线1b上，例如，所述固定部件3由低熔点聚合物组成。固定部件3可提前包含在纵向加强纤维纱线1a，横向辅助线2a或者横向加强纤维纱线1b中。
固定部件3的材料不作特别限定，例如可以是尼龙，尼龙共聚物，聚酯，亚乙烯基氯化物，乙烯基氯化物，聚氨酯或者它们的混合物，特别优选的是尼龙共聚物。横向辅助线2a和纵向辅助线2b最好由玻璃纤维组成。
当用塑料板作薄片a时，可通过浸渍二维织物、单向织物或单向材料形式的加强材料，将所述塑料板制备成含有基质树脂的材料，并通过加热将其固化成板的形状。
所述基质树脂可以是热硬化性树脂或热塑性树脂或者它们的混合物。例如，热硬化性树脂可以是环氧树脂，甲基丙烯酸甲酯，甲基丙烯酸酯或它们的混合物。热塑性树脂可以是尼龙，聚碳酸酯，聚氨酯，聚乙烯，聚丙烯树脂或者它们的混合物，并且最好具有较强的粘附力。
根据本发明的加强方法，薄片a设置在要加强结构的表面上，同时将柔性材料设置在它们之间。这里，可直接将薄片a设置在柔性材料的表面上或借助于选择性地提供例如一个内涂层的其它层。
根据本发明的加强方法，例如外敷层和成品外部涂层的其它层可选择性的设置在薄片a上。例如，通过在粘附薄片a之前施加基质树脂材料作为内涂层，并在粘附薄片a之后再施加基质树脂材料作为外敷层，这样可获得高强度的薄片a和基质树脂的复合层。当上述塑料板用作薄片a时，所述塑料板可用粘合剂粘附在柔性材料的表面上。
薄片a的厚度不作特别限定。薄片a的断裂伸长率可取的是0.5％至3.0％，最好是0.6％至2.0％。
应用于本发明加强方法的混凝土结构或钢结构不作特别限定，可包括各种结构，例如柱、梁、板、壁、钢筋混凝土梁、混凝土路面、通风管、隧道、输送管、锅炉管、***管、导管、有弯曲表面桥梁和U形槽。要加强的结构不仅包括现有的建筑物，而且也包括用来制成建筑物的结构，例如在工厂里生产的混凝土部件和钢部件。
本发明中，“加强”意思不仅仅是不损坏结构品质的加强，而且也是已损坏结构的修复。例如，所述具有弯曲表面的结构包括具有半径不小于300毫米的纵向延伸弯曲表面的结构，反之，所述具有环状内壁表面的结构包括具有半径不小于300毫米的环状内壁表面的结构。特别的，所述在内壁上具有纵向延伸弯曲表面的结构或者具有环状内壁表面的结构可包括铁路隧道、公路隧道、穿山隧道、水利发电站的水道隧道、农业沟渠隧道、水供应和***的引水隧道、工业水引水隧道、河流泻水道的引水隧道、压力引水隧道和休姆氏(Hume)管，所述结构建造在地面上并且处于例如来自内部和/或外部的压力之下。
作为一个实施例，本发明加强方法的工作过程包括：在要加强结构的表面上顺序的形成所需的每一层，如底层，柔性材料层，内涂层，薄片a，外敷层和成品外部涂层。在这些层中，柔性材料层和薄片a是必须的，其它层可选择性地形成。通常这些层可从最近的层到结构表面顺序形成。然而，在一些情况下，可提前形成含有复合柔性材料层和薄片a的加强结构，然后将其粘附到结构的表面上。
下面将参照附图5解释本发明加强方法的一个实施例。
参照图5，数字11指的是要加强的结构。首先，按所需预处理要加强结构的表面，例如清洁。当结构是由混凝土组成时，也可通过研磨或者用表面处理材料预处理表面上的台阶或断口。可用圆盘磨沙机，废布，有机溶剂来实现或者通过喷砂或高压冲洗来实现清洁。
所述表面前处理材料可以是综合强度大于或等于混凝土强度的树脂，如环氧树脂油灰或环氧树脂灰浆。在预处理中，可用树脂填满台阶和断口。在预处理步骤中，环绕突出的和凹进的角也是可取的。当所需的预处理结束时，可按所需标记出要粘附的薄片a的位置。
其次，用辊刷或者类似的工具将底层施加在结构11的表面上并且干燥形成底层12。底层可以是对结构11具有较强粘附力的材料和柔性材料层13，如溶或不溶环氧树脂。
底层的混合粘度通常是1至10000兆帕·秒，鉴于可操作性，20℃时底层的混合粘度最好是10至5000兆帕·秒。
施加底层时的可取温度通常是零下10℃至50℃。要施加的底层量通常是0.01至1千克/米2，最好是0.1至0.5千克/米2。在20℃时干燥底层所需时间通常是1小时至24小时，最好是1小时至12小时。
在形成底层12之后，可选择的施加匀整材料(如油灰)以使凸凹不平的底层表面平滑，然后通过如上述的那些方法在其上形成柔性材料层13。可形成柔性材料层13代替使用匀整材料(如油灰)来使凸凹不平的底层表面平滑。在这种情况下，可添加匀整材料的组分到所需的柔性材料中。在柔性材料层13形成之后，可通过物理或化学处理按所需改变层13的表面。然后可选择的使用用于内涂层14的基质树脂材料或类似的材料。所述的基质树脂材料可从上述对柔性材料有较强粘附力基质树脂的实施例中精选出来。
只要能达到本发明的目的，除了树脂之外，所述基质树脂材料可包含保持材料粘度在合适的范围内或者避免其施加时弛垂的适合填充料或触变剂。所述填充料或触变剂可从以上描述柔性材料时列举的实施例中精选出来。所述基质树脂材料中填充料和/或触变剂的含量按重量最好从1％至20％。
当所述基质树脂材料包含室温固化树脂时，所述树脂的适用期可取的是30分钟至5小时，鉴于所述基质树脂材料的可操作性，20℃时适用期最好是30分钟至2小时。20℃时固化基质树脂材料的着色层所需的时间可取的是1小时至24小时，鉴于工作进度最好是1小时至12小时。
基质树脂材料达到设计强度所需的时间通常是1天至20天，20℃时最好是1天至7天。所述基质树脂材料的粘度通常是10至100000兆帕·秒，考虑到易于渗透和消泡，20℃最好是100至50000兆帕·秒。
可通过辊刷、橡皮刮铲或类似的工具施加用作内涂层的基质树脂材料，以便一致的施加通常是0.1千克/米2至2千克/米2，最好是0.2千克/米2至1千克/米2的材料。
再次，将作为薄片a的薄片15粘附在内涂层14上。所述步骤可包括施加内涂层14的材料之后立即将薄片15粘合在上述标明的位置，然后用橡皮刮铲、热辊、消泡辊或类似的工具轧挤薄片15的表面，可取的是沿着加强纤维纱线的方向轧挤，更可取的是沿着加强纤维纱线从薄片15的中心向其边缘轧挤。通过这些步骤，薄片15浸渍基质树脂并且消除了薄片15中的气泡，由此产生了平滑的表面。
在粘附薄片15的步骤里，薄片15太长将妨碍操作。因而可将所述薄片15切成合适的长度，并且可将许多切片拼接在一起。在这种情况下，为了提供足够的强度，最好沿着确保强度的方向以不少于100毫米重叠宽度将薄片拼接在一起。
再次，将用作外敷层16的基质树脂材料施加在薄片15上。所述步骤可包括通过滚刷、橡皮刮铲或类似的工具，施加与内涂层步骤中所用相同的基质树脂材料，以便一致的施加通常是0.05千克/米2至2千克/米2，最好是0.1千克/米2至1千克/米2的材料。
在上述每一个步骤中，如果有气泡，折皱和各种纤维，可取的是立即消除它们。同时提供足够的保护以避免弄脏和雨淋也是可取的。
最后，实施成品步骤。所述步骤可包括在外敷层16上施加如胺基甲酸酯树脂、含氟树脂或聚合物粘合剂材料的防水层以形成保护层17。
到目前为止所描述工作过程的实施例中，仅设置了一层包含加强纤维纱线的薄片。然而，在本发明的加强方法中，也可设置两层或多层的含加强纤维纱线的薄片。可通过按所要求的次数重复外敷层、粘附薄片和外敷层的步骤来设置所述的两层或多层薄片。
参照图6描述了本发明用加强纤维塑料板作薄片a的加强方法的一个
实施例。
正如图5所示工作过程的实施例中，要进行本发明的加强方法，首先，预处理要加强结构11的表面，标记，形成底层12，且根据需要平滑凸凹不平的层表面。然后形成柔性材料层13，可选择的改变柔性材料层13且根据需要形成内涂层(未示出)。用粘合剂将加强纤维塑料板15’粘附到柔性材料层13上，接着形成成品外部涂层(保护层)17。
用于粘附加强纤维塑料板15’的粘合剂的强度最好在柔性材料层和板15’的粘合强度之间并且远远大于混凝土的拉伸强度。
所述粘合剂可包含树脂，如热硬化性树脂或室温固化树脂，并且由于其可操作性后者优选使用。热硬化性和热塑性树脂的实施例包括上述的那些，可从中精选一个适合使用的。只要达到本发明的目的，除了树脂之外，所述粘合剂也可包括保持材料粘度在合适的范围内或者避免其施加时弛垂的适合填充料或触变剂。所述填充料和触变剂的实施例包括上述的那些，可从中精选一些适合使用的。粘合剂中填充料和/或触变剂的含量按重量最好是1％至20％。
当粘合剂包含室温固化树脂时，所述树脂的适用期可取的是30分钟至5小时，考虑到粘合剂的可操作性，最好是30分钟至2小时。20℃时固化粘合剂的着色层所需的时间可取的是1小时至24小时，考虑到工作进度，最好是1至12小时。
可通过辊刷，橡皮刮铲或类似的工具施加粘合剂，以便一致的施加通常是0.05至3千克/米2，最好是0.2至2千克/米2的粘合剂。
上述描述了工作过程的实施例，仅设置了一层加强纤维塑料板。但是，在本加强方法中，也可提供两层或多层加强纤维塑料板。可通过按所需的次数重复用粘合剂粘附塑料板的步骤来设置两层或多层加强纤维塑料板。
本发明加强结构是用于加强混凝土或钢结构的构件，并且具有柔性材料层和含加强纤维纱线的薄片。所述柔性材料层23℃时具有10％至200的最大载荷拉张伸展率和0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。所述柔性材料和含加强纤维纱线的薄片与上述的柔性材料和薄片a是相同的。根据需要，所述加强结构可选择性的具有其它层和上述材料。
通过本发明的加强方法或加强结构，可以很方便的加强现有的结构。例如，在加强现有公路隧道时，封闭隧道是不必要的，在施工期间可开放一条通道。而且，在工作完成之后，可立即使用该隧道。
粘附加强结构后可接着使接地锚以一定的间距通过加强结构伸进地下，并用铁板或螺栓固定锚头。在粘附加强结构或薄片a之前，可选择性地使接地锚伸进地下。通过将本发明与接地锚相结合，更加安全的确保了混凝土块免受剥落。
上述工作过程通常利用专门的具有支架的施工设备来实施，上述工作过程的实施也取决于要加强的结构部分面积的大小、范围、规模、结构状况。但是，所述工作过程也可以通过自动化机器或人力使用常用的支架和临时的脚手架来实施。当要加强的部分断面积很大时，可以使用能粘附在加强结构或薄片a上且能施加环氧树脂的机器人机械化的实现上述工作过程。
通过将本发明的加强结构与加固地面相结合，以平衡作用在混凝土衬上的内应力，可进一步改善加强效果，所述加固地面带有锚部件、结构悬架或拱形支架或加进用于混凝土表面的废填充料或土壤改进剂的混凝土衬或地面。
可根据结构所需要加强的程度和规模灵活的采用本发明的加强方法，可使用规模相对较小的临时设备来实现本发明的加强方法，并且在不同的条件下可采用不同的特定工作。
在进行上述工作期间可现场制成本发明的加强结构，或作为可选择的技术方案，本发明的加强结构可作为薄片制品提前制成，所述薄片制品按照所需的大小与厚度已固化和成形并且通过粘合层和类似结构粘附在结构表面上。
根据本发明，所述加强结构是这样一种结构，其中：上述加强结构设在要加强的混凝土或钢结构表面上，同时加强结构的柔性材料层设置于结构表面和含有加强纤维纱线的薄片之间，并包括上述加强方法所加强的结构。当加强结构的内壁具有弯曲表面时，加强结构最好设在结构内壁的弯曲表面上，同时薄片a的加强纤维纱线沿着弯曲表面的曲面排列，并且加强结构的柔性材料层设置在薄片a与结构内壁之间。当加强结构具有环形内壁表面时，加强结构最好沿内壁表面的圆周方向至少连续地设在结构的一部分长度上，同时，加强结构薄片a的加强纤维纱线沿着环形内壁的圆周方向排列，并且加强结构的柔性材料设置在薄片a与结构的内壁表面之间。
图7示出了本发明加强结构70的一个实施例，所述的加强结构70的内壁上具有弯曲表面。
所述加强结构70包括具有纵向延伸弯曲表面的结构71，底层72，柔性材料层73，内涂层74，作为薄片a的薄片75，外敷层76和成品外部涂层77，从所述结构71的弯曲内壁表面向外按顺序形成上述结构。
在加强结构70中，仅仅设有一层含有加强纤维纱线的薄片。然而，根据本发明，也可设置有两层或多层含有加强纤维纱线的薄片。可通过按所需的次数重复内涂层、附着加强纤维薄片和外敷层的步骤来形成两层或多层薄片。
具有如此形成在其弯曲表面上的结构加强物的加强结构，表现出的强度和刚度高于那些设置有含加强纤维纱线的传统薄片的结构若干倍。具有沿着曲面或圆周排列薄片的加强纤维纱线的本发明加强结构仍然获得了改进的加强效果。特别的，当加强成加强结构的结构具有环形内壁表面时，本发明的结构加强物设置在所述结构的一部分或全部表面上，同时加强结构薄片的加强纤维纱线连续地排列在环形内壁表面的圆周方向上。因而，与相应的设有含加强纤维纱线的传统薄片的结构相比，所述加强结构表现出良好的抗拉伸应力性能。
根据到此为止描述的本发明的加强方法，薄片a设置在要加强结构的表面上，同时特定柔性材料设置在它们之间，以便所述结构与含有加强纤维纱线的薄片牢固的结合，避免薄片a的剥离，并通过最大化利用薄片a的强度容易方便的获得充分加固。而且，当在本加强方法中使用时，本发明用于加强结构的薄片a具有不与结构相剥离的最大强度，并方便地促进充分加固。本发明加强结构具有不剥离的最大强度，并方便地促进充分加固。
实施例
现在参照实施例和比较实施例进一步详细地说明本发明，但是本发明并不限于此。
实施例1-1
按照本发明使用柔性材料和含有加强纤维纱线的薄片的加强方法加固具有主加固物和设在其中的铁环的混凝土测试件，并测试其加强效果。
作为测试件，使用了图8示出的梁80，所述梁80长2200毫米，宽200毫米，高200毫米。所述梁80用四个D13的SD295条钢作为主加固物81，并且用D6的SD295条钢作为铁环82，所述铁环82以间距150毫米排列。在测试件的底部83上，在整个宽度上施加1740毫米长(长度的之间部分)的环氧底层，因而形成底层(未示出)。然后施加环氧柔性材料(环氧树脂，商业名称“TOHODITE EE50”，由TOHO EARTHTECH股份有限公司生产；23℃时最大载荷拉张伸展率：95％(根据日本工业标准K7113测定)，23℃时拉伸强度：1.4×106牛/米2(根据日本工业标准K74113测定)，5℃时最大载荷拉张伸展率：65％，5℃拉伸强度：6.5×106牛/米2，所有的均处在固化状态中)以形成500微米厚的柔性材料层84。而且，用室温固化环氧树脂固定一层含有加强纤维纱线(商业名称“HT300”，由NIPPON MITSUBISHI OIL CORPORARION生产)的薄片85，以便加强纤维纱线沿主加固物的纵向排列。
薄片85固定后固化一个星期以上之后，通过使支撑点86接触测试件来实施静荷载测试(如图8所示)，同时支撑点之间间隔1800毫米，荷载点之间间隔300毫米，并使用四点单调载荷。表1示出了在断裂时观测到的断裂载荷、最大位移和薄片85的最大应变与薄片85断裂形式。而且，测出了各种载荷时含有加强纤维纱线(离测试件中心的距离与应力之间的关系)的薄片的应力分布。结果如图9所示。图10示出了施加载荷与位移之间的关系。
                               表1
 断裂载荷(千牛)  最大位移(毫米)   含有加强纤维纱线薄片的最大应变(μ)   含有加强纤维纱线薄片的断裂形式
  实施例1-1  98.9  34   14757   断开
  实施例1-2  97.8  34   14624   断开
  实施例1-3  97.4  30   13848   断开
  实施例1-4  96.9  28   13279   断开
实施例1-2
按照本发明的加强方法(使用柔性材料和含有加强纤维纱线的薄片)加固具有主加固物和设在其中的铁环的混凝土测试件，并测试其加强效果。
作为测试件，使用实施例1-1中用的梁，用加强纤维塑料板代替薄片85，所述加强纤维塑料板是型号-S的TU板(商业名称，由NIPPONMITSUBISHI OIL CORPORATION生产)。
在测试件的底部，如在实施例1-1中，在整个宽度上使用长1740毫米(中间部分)的环氧底层，因而形成底层。然后施加环氧柔性材料(环氧树脂，商业名称“TOHODITE EE50”，由TOHO EARTHTECH股份有限公司生产；23℃时最大载荷拉张伸展率：95％(根据日本工业标准K7113测定)，23℃时拉伸强度：1.4×106牛/米2(根据日本工业标准K74113测定)，5℃时最大载荷拉张伸展率：65％，5℃拉伸强度：6.5×106牛/米2，所有的均处在固化状态中)以形成500微米厚的柔性材料层。用如实施例1-1使用的室温固化环氧树脂固定一层加强纤维板，以便加强纤维沿主加强物的纵向排列。
塑料板固定后固化一个星期以上之后，通过在测试件施加四点单调载荷，支撑点之间间隔1800毫米，荷载点之间间隔300毫米，进行静荷载测试。表1示出了在断裂时观测到的断裂载荷、最大位移和含有加强纤维的薄片最大应变与薄片85断裂形式。
实施例1-3
除形成1000微米厚的柔性材料84以外，以如实施例1-1相同的方式进行静荷载测试，结果如表1和图10所示。
实施例1-4
除用EE50W(环氧树脂，商业名称“TOHODITE EE50W”，由TOHOEARTHTECH股份有限公司生产；23℃时最大载荷拉张伸展率：56％(根据日本工业标准K7113测定)，23℃时拉伸强度：1.2×106牛/米2，(根据日本工业标准K7113测定)，5℃时最大载荷拉张伸展率：55％，5℃时拉伸强度：5×106牛/米2，所有的均处在固化状态中)代替柔性材料之外，按照本发明的加强方法以与实施1-1相同的方式加强测试件，并进行静荷载测试。表1示出了在断裂时观测到的断裂载荷、最大位移和含有加强纤维的薄片最大应变与薄片断裂形式。
比较实施例1-1
在测试件上以与实施例1-1相同的方式实施静荷载测试，所述测试件如实施例1-1中所用的一样但不作任何加强。结果如表2和图10所示。
                               表2
 断裂载荷(千牛)  最大位移(毫米)   含有加强纤维纱线薄片的最大应变(μ)   含有加强纤维纱线薄片的断裂形式
  比较实施例1-1  44.1  24   -   -
 比较实施例1-2   78.3   22   7790   分离
 比较实施例1-3   76.4   23   7840   分离
比较实施例1-2
除不形成柔性材料之外，以与实施例1-1相同的方式加强测试件，并且以与实施例1-1相同的方式实施静荷载测试。结果如表2和图10与11所示。
比较实施例1-3
除用环氧树脂的(23℃时最大载荷拉张伸展率：5％(根据日本工业标准K7113测定)，23℃时拉伸强度：40×106牛/米2(根据日本工业标准K7113测定))柔性材料层代替柔性材料之外，以与实施例1-1相同的方式加强测试件，并按与实施例1-1相同的方式实施静荷载测试。结果如表2和图10所示。
实施例2-1
按照本发明使用柔性材料和含有加强纤维纱线的薄片的加强方法来加固钢测试件，并测试其加强方法。
作为测试件，使用如图12所示的用作梁的工字钢21，所述工字钢21大小是200毫米×100毫米×2000毫米。用5.5毫米厚的钢板22在荷载点和支撑点加固所述工字钢21。在测试件的底部23上，在其整个宽度上施加长1600毫米(长度的之间部分)的环氧底层，因而形成底层(未示出)。然后施加环氧柔性材料(环氧树脂，商业名称“TOHODITE EE50”，由TOHO EARTHTECH股份有限公司生产；23℃时最大载荷拉张伸展率：95％(根据日本工业标准K7131测定)，23℃时拉伸强度：1.4×106牛/米2(根据日本工业标准K7131测定)，5℃时最大载荷拉张伸展率：65％，5℃时拉伸强度：6.5×106牛/米2，所有的均处在固化状态中)以形成500微米厚的柔性材料层24。而且，用室温固化环氧树脂固定含有加强纤维纱线(商业名称“HT300”，由NIPPON MITSUBISHI OIL CORPORATION生产)的五层薄片25，以便加强纤维沿纵向排列。薄片25固定后固化一个星期以上之后，通过使支撑点26接触测试件工字钢21(如图12所示)来实施静荷载测试，支撑点之间相距1800毫米，并且施加单一荷载。表3示出了测得的断裂载荷和最大位移。
实施例2-2
根据本发明使用柔性材料和加强纤维塑料板的加强方法来加强钢测试件，并测试其加强方法。
作为测试件，使用实施例2-1中所用的工字钢。用加强纤维塑料板代替薄片25，所述塑料板是型号-S的TU板(商业名称，由NIPPON MITSUBISHIOIL CORPORATION生产)。在测试件底部，在整个宽度上施加长1600毫米(长度的之间部分)的如实施例2-1中所用的环氧底层，因而形成底层。然后施加环氧柔性材料(环氧树脂，商业名称“TOHODITE EE50”，由TOHOEARTHTECH股份有限公司生产；23℃时最大载荷拉张伸展率：95％(根据日本工业标准K7113测定)，23℃时拉伸强度：1.4×106牛/米2(根据日本工业标准K7131测定)，所有的均处在固化状态中)以形成500微米厚的柔性材料层24。而且，用如实施例2-1中所用的室温固化环氧树脂来固定五层加强纤维塑料板，以便加强纤维沿着纵向排列。塑料板固定后固化一个星期以上之后，通过使支撑点26接触工字钢21实施静荷载测试，同时使荷载点之间相距1800毫米，并且施加单一荷载。因而，观测到良好的加强效果。
比较实施例2-1
在测试件上以与实施例2-1相同的方式实施静荷载测试，所述测试件如实施例2-1中所用的一样但不作任何加强。结果如表3所示。
比较实施例2-2
除不形成柔性材料层24之外，如实施例2-1相同的方式实施静荷载测试。结果如表3所示。
                       表3
  断裂载荷(千牛)   最大位移(毫米)
  实施例2-1   19.1   18.4
  比较实施例2-1   17.0   58.0
  比较实施例2-2   17.5   16.9
实施例3-1
用高压喷水器冲洗休姆氏管(日本工业标准A5303B，型号1；内径：1200毫米，厚度：95毫米，长度：2430毫米)的内壁，并在其整个内壁表面上施加环氧底层以形成底层。
然后在整个内壁上使用600克/米2的为环氧柔性材料(由TOHOEARTHRECH有限责任公司生产的EE50)的起始材料以形成500微米厚的柔性材料层。测得模制品的特性：95％的最大载荷拉张伸展率和1.4×106牛/米2拉伸强度(两者均在23℃根据日本工业标准K7113测定)，65％的最大载荷拉张伸展率和6.5×106牛/米2的拉伸强度(两者均在5℃时根据日本工业标准K7113测定)，所述模制品制备方式与制备柔性材料层相同。
接着，通过辊轧的方式在柔性材料层上施加基质树脂(商业名称“BONDE 2500，由KONISHI有限责任公司生产“)，并且其表面用加强纤维薄片(TU布ST200-50，由NIPPON MITSUBISHI CORPORATION生产，纤维面重：200克/米2；薄片宽度：50毫米；设计厚度：0.11毫米；拉伸强度：3430×106牛/米2；弹性拉伸模量：2.3×1011牛/米2)衬里。所述含加强纤维纱线的薄片沿休姆氏管的圆周方向排列，并用浸渍辊辊压。因而，薄片嵌进基质树脂中。重复施加基质树脂与薄片制品，以在休姆氏管的整个内壁上形成两层含加强纤维纱线的薄片。
如此得到的加强休姆氏管须经受根据日本工业标准A5303”离心加强混凝土管”的荷载测试，其中直到管断裂为止一直施加载荷P。加强的结果与测试简图如图13和14所示，结果如表4所示。顺便说一下，在图13和14中，引用数字32表示混凝土休姆氏管，33表示柔性材料层，34表示加强纤维薄片，31表示载荷夹具。
与没加强的休姆氏管相比，观测到所获得的休姆氏管具有改进的耐用性，并且观测到顶部和底部产生的拉伸应力通过柔性材料层分散在管的圆周方向。所述加强休姆氏管显现出优于下面将要描述的那些相对实施例的特性。
比较实施例3-1
除不形成柔性材料层之外，以与实施例3-1相同的方式制备加强休姆氏管，并实施荷载测试。结果如表4所示。
比较实施例3-1
以与实施例1相同的方式在实施例3-1中所用的加强前休姆氏管上实施荷载测试。结果如表4所示。
                          表4
  实施例3-1  比较实施例3-1   比较实施例3-2
  含加强纤维纱线的薄片层数   2  2   0
  目
  柔性材料层   有   无   无
  最大荷载(千牛)   466   398   354
  加强与不加强的比率   1.32   1.12   -
实施例3-2
切断休姆氏管(日本工业标准A5303B，类型1；内径：1200毫米，厚度：95毫米，长度：2430毫米)以获得半圆柱体休姆氏管。
用高压喷水器冲洗所述半圆柱体休姆氏管的内壁，并在整个内部上施加环氧底层以形成底层。
然后在整个内壁上使用600克/米2的为环氧柔性材料(由TOHOEARTHRECH股份有限公司生产的EE50)的起始材料形成500微米厚的柔性材料层。测得模制品的特性：95％的最大载荷拉张伸展率和1.4×106牛/米2拉伸强度(两者均在23℃根据日本工业标准K7113测定)，1.5×106牛/米2的弹性拉伸模量(在23℃时根据日本工业标准K7113测定)，65％的最大载荷拉张伸展率和6.5×106牛/米2的拉伸强度(两者均在5℃时根据日本工业标准K7113测定)，所述模制品制备方式与制备柔性材料层相同。
接着，通过辊轧的方式在柔性材料层上施加基质树脂(商业名称“BONDE 2500，由KONISHI有限责任公司生产“)，并且其表面用加强纤维薄片(TU布料WT200-50，由NIPPON MITSUBISHI CORPORATION生产，纤维面重：200克/米2；薄片宽度：50毫米；设计厚度：0.11毫米；拉伸强度：3430×106牛/米2；弹性拉伸模量：2.3×1011牛/米2)衬里。所述含加强纤维纱线的薄片沿休姆氏管的圆周方向排列，并用浸渍辊辊压。因而，薄片嵌进基质树脂中。重复施加基质树脂与带有含加强纤维纱线的薄片的薄片制品，以在休姆氏管的整个内壁上形成两层含加强纤维实现的薄片。
如此得到的加强半圆柱体休姆氏管须经受根据日本工业标准A5303”离心加强混凝土管”的荷载测试，其中直到管断裂为止一直施加载荷P。加强的结果与测试简图如图15和16所示，结果如表5所示。顺便说一下，在图15和16中，引用数字52表示半圆柱体混凝土休姆氏管，53表示柔性材料层，54表示加强纤维薄片，51表示载荷夹具。
与没加强的休姆氏管相比，观测到所获得的休姆氏管具有改进的耐用性，并且观测到顶部和底部产生的拉伸应力通过柔性材料层分布在管的圆周方向。所述加强休姆氏管显现出优于下面将要描述的那些比较实施例的特性。
比较实施例3-3
除不形成柔性材料层之外，以与实施例3-2相同的方式制备加强半圆柱体休姆氏管，并实施荷载测试。结果如表5所示。
比较实施例3-4
以与实施例3-2相同的方式在实施例3-2中所用的加强前半圆柱体休姆氏管上实施荷载测试。结果如表4所示。
                         表5
  实施例3-2   比较实施例3-3   比较实施例3-4
  含加强纤维纱线的薄片层数目   2   2   0
  柔性材料层   有   无   无
  最大荷载(千牛)   409   339   302
  加强与不加强的比率   1.35   1.12   -

Claims (16)

1.一种加强结构的方法，包括步骤A：
在结构的表面上设置含加强纤维纱线的薄片，以柔性材料设置在它们之间，所述结构选自包括混凝土和钢结构的组中，所述柔性材料在23℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率和0.1×106至50×106牛/米2的拉伸强度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述结构选自包括梁、柱、板、底板、烟囱、钢筋混凝土梁、隧道、管、有弯曲表面的桥梁和U形槽的组中。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构内壁上具有弯曲表面，并且其中所述步骤A包括：至少在所述结构内壁的所述弯曲表面上设置含加强纤维纱线的所述薄片，以所述柔性材料设置在它们之间，以便所述薄片的所述加强纤维纱线沿着所述弯曲表面的弯曲方向排列。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述结构具有环形内壁表面，并且其中所述步骤A包括：至少在所述结构的一部分长度上沿所述内壁表面圆周方向连续地设置含加强纤维纱线的所述薄片，以所述柔性材料设置在它们之间，以便所述薄片的所述加强纤维纱线沿着所述环形内壁的圆周方向排列。
5.根据权利要求1所述的方法，其中：所述柔性材料5℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率和0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述柔性材料包括按重量占50％至100％的树脂和按重量占0至50％的填充料，当固化时，所述树脂在23℃具有0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的弹性拉伸模量。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述柔性材料包括按重量占50％至100％的树脂和按重量占0至50％的填充料，当固化时，所述树脂在5℃具有0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的弹性拉伸模量。
8.一种含加强纤维纱线的加强结构薄片，其中所述加强结构薄片是在权利要求1的加强方法中所用的含加强纤维纱线的薄片，并且包括加强材料，所述加强材料具有许多沿着所述薄片的纵向相互平行排列的纵向加强纤维纱线。
9.根据权利要求8所述的含加强纤维纱线的薄片，其中所述加强材料具有许多沿着所述薄片的横向相互平行排列的横向线，所述横向线选自包括横向加强纤维纱线和横向辅助线的组中，并且其中所述纵向加强纤维纱线与所述横向线形成织物结构。
10.根据权利要求9所述的含加强纤维纱线的薄片，其中所述纵向加强纤维纱线和所述横向线是粘结的并用固定部件相互固定。
11.根据权利要求8所述的含加强纤维纱线的薄片，其中所述加强材料具有许多沿着所述薄片纵向相互平行排列的纵向辅助线，和许多沿着所述薄片横向相互平行排列的横向辅助线，所述加强材料具有织物结构，其中所述纵向加强纤维纱线不随所述纵向和横向辅助线弯曲。
12.根据权利要求8所述的含加强纤维纱线的薄片，包括所述加强材料和支撑件，所述支撑件用来支撑所述加强材料，其中所述加强材料通过粘合剂粘附在所述支撑件上。
13.一种用于加强选自包括混凝土和钢结构的组中的结构的结构加强物，所述加强物包括柔性材料层和含加强纤维纱线的薄片，所述柔性材料层在23℃时具有10％至200％的最大载荷拉张伸展率和0.1×106牛/米2至50×106牛/米2的拉伸强度。
14.一种加强结构，其中权利要求13所述的结构加强物设置在选自包括混凝土和钢结构的组中的结构的表面上，同时所述结构加强物的柔性材料层设置在结构表面与薄片之间，所述薄片含所述结构加强物的加强纤维纱线。
15.根据权利要求14所述的加强结构，其中所述结构的内壁上具有弯曲表面，且其中所述结构加强物至少设在所述结构内壁上的所述弯曲表面上，以结构加强物薄片的所述加强纤维纱线沿着所述弯曲表面的弯曲方向排列，且所述结构加强物的柔性材料层设置在所述薄片与结构内壁表面之间。
16.根据权利要求14所述的加强结构，其中所述结构具有环形内壁，且其中所述结构加强物沿着所述内壁表面圆周方向连续地设在所述结构长度的至少一部分上，以所述结构加强物薄片的加强纤维纱线沿环形内壁圆周方向排列，且所述结构加强物的柔性材料层设置在所述薄片与结构的内壁表面之间。
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