碳纤维布加固混凝土梁耐久性的研究.pdf

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1、王风霞：碳纤维布加固混凝土梁耐久性的研究碳纤维布加固混凝土梁耐久性的研究王风霞(解放军理工大学工程兵工程学院，江苏南京210007)摘要：对碳纤维布加固混凝土梁的耐久性研究分别从材料本身、粘合面及加固后混凝土梁的耐久性三个方面进行了论述。关键词：耐久性；碳纤维；混凝土梁；研究方法Abstract：ThispaperprovidesthreemethodsstudyingthedurabilityofRCbeamsstrengthedwithFRP，suchasthedurabilityofmaterials，bondingandRCbeamsstrengthedwithFRP．Key

2、words：durability；concretebeams；FRP；studymethod0引言1材料本身的耐久性近年来．对已有老建筑和存在缺陷的建筑加固1．1FRP的耐久性改造与修复，使得FRP(fiber—reinforcedpolymer)即混凝土结构会在各种环境下工作。因此会受到纤维增强复合材料在全世界得到广泛应用。由于诸如湿度、自然老化、温度的升高、阳光的光照(尤受到侵蚀性环境的影响。这些建筑的强度和刚度严其是紫外线)等因素的影响。已有研究表明CFRP重降低，产生裂缝和挠度过大，严重影响到结构的的耐久性能良好，GFRP对湿度和紫外线较为敏使用。新型的纤维增强复合材料如CF

3、RP外贴钢筋感。可以采用如下的试验方法：混凝土梁的加固方法正在得到广泛应用。(1)温度循环。一20。I=到+50℃变化，每个循环我国于2003年颁布实施了《碳纤维片材加固持续24h，其中升温5h，降温17h，在每个端点温修复混凝土结构技术规程}(CCS146：2003)，实施近度下停留1h。当每个循环结束后，测定FRP的重十年来。全国各地的加固公司如雨后春笋般涌现出量损失及其力学性能。如抗拉强度、抗弯强度。多次来，我国的碳纤维布加固技术正在走向成熟。随着循环后，将成果进行分析对比。人们对混凝土结构耐久性的重视。这种对经过纤维、(2)湿度循环。环境温度30℃，相对湿度布加固的混凝土结构

4、的耐久性研究也日益为广大100％。在暴露一定时间后，如每8h测定FRP的重工程技术人员所重视。量损失及其力学性能。多次循环后，将成果进行分目前国内混凝土梁加固用的纤维有玻璃纤维析对比。(G及碳纤维(C，现在又有工程技术人员提出了1．2粘合剂的耐久性‘混杂纤维。即将玻璃纤维及碳纤维按一定比例混目前。通常采用的粘合剂是环氧树脂。可采用杂。碳纤维的抗拉强度和弹性模量很高。断裂延伸同上的温度循环和湿度暴露的方法．测试环氧树脂率底，仅为l％～5％，价格昂贵。玻璃纤维的抗拉强的弹性模量、抗拉强度及极限应变。已有试验表明，度和弹性模量都较低，但断裂延伸率高，可达3％～环氧树脂经温度循环后强度和弹性

5、模量都相应提5．4％。混杂纤维复合材料(HFRP)使抗冲击性能提高。但是，抗拉强度和弹性模量都显著下降，水妊重高，疲劳寿命提高，而且比较经济。对经过FRP加要的破坏因素。固的混凝土梁的耐久性研究，应从以下几个方面进2粘合面的耐久性行。有两个粘合面。混凝土与粘合剂的界面以及粘·ji=孟材型一23—王风霞：碳纤维布加固混凝土粱耐久性的研究合剂与FRP的界面。影响上述两粘合面的耐久性完全相同。而且每根试验梁仅承受一种环境条件。的因素有：在遭受完环境暴露后及对试验梁进行抗弯承载力①FRP的类型和力学性质；试验或疲劳试验。同样，基准梁也要进行进行抗弯②FRP的空隙率和渗透性；承载力试验或疲劳试

6、验由上．得出各自的荷载——③混凝土结构表面处理情况；挠度曲线，进行比较分析得出结论。④底层胶的类型(如果采用)；3．2环境条件⑤粘结剂的类型和养护时间；(1)100％相对湿度⑥暴露的环境时间；为了提供能充分满足设计条件的环境，可设计⑦加固后结构的工况。制造能够容纳试验梁的不锈钢水槽。此水槽应有足FRP材料与混凝土结构的粘结面是加固中的够的长度以容纳混凝土梁，同时还要有足够的深薄弱环节．可采用正交试验的方法来确定耐久性较度，可以放置几层梁。放置时。层与层之间用木块垫高的粘结面的几个特征值。起，以保证梁充分润湿。将试验梁分层放置是要梁J．Liu和C．Vipulanandan已对粘结破坏模

7、式进的浸泡时间由级差，以便于更好地对比浸泡时间的行了详细论述。他们指出．通过CIGMATCT一2的长短对试验梁的影响。在实验梁达到浸泡时间后，测试方法，可以得出五种破坏类型：第一种为混凝将其从水槽中取出，干燥后，称其重量损失，待后进土破坏，这是由于混凝土受拉造成的，说明粘结层行力学试验。与混凝土之间的粘结强度要比混凝土的抗拉强度(2)标准强碱溶液、海水溶液高。第二种为粘结层的粘结破坏。这是由于粘结层可采用与上相同的水槽。但是将水换成标准强的抗拉强度比粘结强