無機(jī)膠粘貼碳纖維抗彎加固混凝土梁受力性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、自20世紀(jì)80年代以來，碳纖維增強(qiáng)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(dāng)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(jī)粘結(jié)劑的耐火性能差，對(duì)紫外線輻射抵抗能力弱，有毒性和氣味等缺點(diǎn)逐漸暴露出來。本文進(jìn)行了采用耐火性能更好且沒有毒性和氣味的無機(jī)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(yàn)研究和理論研究。 本文首先進(jìn)行了5根混凝土梁的靜載試驗(yàn)，研究分別采用無機(jī)膠和有機(jī)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(duì)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(shí)確定不同纖維粘貼層數(shù)對(duì)混凝土梁的各方面力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：本次試驗(yàn)采用的無機(jī)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(bǔ)強(qiáng)混凝土構(gòu)

3、件；采用無機(jī)膠粘貼碳纖維布后，加固梁的抗彎承載力明顯提高，同時(shí)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(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建立了無機(jī)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(jì)算公式，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，建議對(duì)無機(jī)膠粘貼碳纖維抗彎加固混凝土梁發(fā)生彎曲破壞時(shí)纖維極限拉應(yīng)變折減系數(shù)取0．8。通過與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比可知，該計(jì)算方法具有較好

4、的精度，能夠滿足工程計(jì)算的要求。 同時(shí)本文還搜集試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)有的幾種有機(jī)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(jì)算模型進(jìn)行了評(píng)價(jià)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(qiáng)度等因素的影響，因此具有較高的精度。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的研究發(fā)現(xiàn)，Teng et al．的模型計(jì)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(duì)Teng et al．的模型進(jìn)行修正，得到了適

5、用范圍更廣、精度更高的計(jì)算模型。本文根據(jù)課題組無機(jī)膠粘貼碳纖維單剪試驗(yàn)結(jié)果，建立了無機(jī)膠粘貼碳纖維加固有效粘結(jié)長度和無機(jī)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(shí)纖維有效應(yīng)變計(jì)算公式，計(jì)算值與試驗(yàn)值吻合較好。 最后本文對(duì)無機(jī)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(jìn)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(jì)算公式，從而得到無機(jī)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(jì)算公式，該公式的計(jì)