無機膠粘貼碳纖維抗彎加固混凝土梁受力性能的試驗研究.pdf

1、自20世紀80年代以來，碳纖維增強塑料（Carbon Fiber Reinforcement Polymer，簡稱CFRP）被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域。隨著碳纖維加固技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，一直以來充當碳纖維與混凝土之間粘結(jié)劑的改性環(huán)氧樹脂、不飽和聚脂等有機粘結(jié)劑的耐火性能差，對紫外線輻射抵抗能力弱，有毒性和氣味等缺點逐漸暴露出來。本文進行了采用耐火性能更好且沒有毒性和氣味的無機膠氯氧鎂水泥（Magnesium Oxychloride

2、 Cement，簡稱MOC）粘貼碳纖維布抗彎加固混凝土梁的試驗研究和理論研究。 本文首先進行了5根混凝土梁的靜載試驗，研究分別采用無機膠和有機膠粘貼碳纖維布抗彎加固混凝土的受力全過程；比較分析采用不同膠體粘貼加固對混凝土梁的承載力、剛度、延性、裂縫發(fā)展和分布以及破壞形態(tài)的影響；同時確定不同纖維粘貼層數(shù)對混凝土梁的各方面力學(xué)性能的影響。試驗結(jié)果表明：本次試驗采用的無機膠MOC具有良好的粘結(jié)性能，能夠用于粘貼碳纖維布加固補強混凝土構(gòu)

3、件；采用無機膠粘貼碳纖維布后，加固梁的抗彎承載力明顯提高，同時可以有效限制裂縫的開展，但加固梁的延性有所降低；隨著碳纖維布粘貼層數(shù)的增加，加固梁的破壞模式由碳纖維布拉斷破壞變?yōu)閯冸x破壞。 隨后本文在試驗研究的基礎(chǔ)上，建立了無機膠粘貼碳纖維布抗彎加固混凝土梁發(fā)生彎曲破壞的極限承載力計算公式，并根據(jù)試驗結(jié)果，建議對無機膠粘貼碳纖維抗彎加固混凝土梁發(fā)生彎曲破壞時纖維極限拉應(yīng)變折減系數(shù)取0．8。通過與試驗結(jié)果對比可知，該計算方法具有較好

4、的精度，能夠滿足工程計算的要求。 同時本文還搜集試驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)有的幾種有機膠粘貼碳纖維加固混凝土梁中彎剪裂縫引起的剝離破壞承載力計算模型進行了評價和分析；Teng et al．的模型由于綜合考慮了碳纖維片材寬度、剛度、有效粘結(jié)長度及混凝土強度等因素的影響，因此具有較高的精度。通過對試驗數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，Teng et al．的模型計算精度與加固梁的截面高度有關(guān)，本文引入尺寸效應(yīng)影響系數(shù)對Teng et al．的模型進行修正，得到了適

5、用范圍更廣、精度更高的計算模型。本文根據(jù)課題組無機膠粘貼碳纖維單剪試驗結(jié)果，建立了無機膠粘貼碳纖維加固有效粘結(jié)長度和無機膠粘貼碳纖維抗彎加固混凝土梁發(fā)生中部彎剪裂縫引起的剝離破壞時纖維有效應(yīng)變計算公式，計算值與試驗值吻合較好。 最后本文對無機膠粘貼碳纖維布加固混凝土梁截面抗彎剛度的變化規(guī)律進行了分析和研究，并在此基礎(chǔ)上建立了截面抗彎剛度的計算公式，從而得到無機膠粘貼碳纖維布抗彎加固混凝土梁正常使用階段跨中撓度計算公式，該公式的計