CFRP-混凝土梁加固性能的影响因素研究

D01:10.19392/j.cnki.l671-7341.201705080

科技风2017年3月上

CFRP-混凝土梁加固性能的影响因素研究

敗森

沈阳和佳道桥工程有限公司辽宁沈阳110100

摘要：为了研究界面平整度对CFRP-混凝土梁加固性能的研究，本文通过制配三种强度等级的C30、C40、CS0的150150400(mm3)混凝土，

且每种强度等级的混凝土各有3种不同表面粗糙度，共计混凝土试件54块试件。通过单剪实验来研究粗趟度、混凝土强度等级对CFRP-混凝土界 面粘结性能的影响。研究结果表面：混凝土强度等级对界面粘结性能影响不大，尤其在界面较粗糙的时候，提高混凝土强度等级，并不能提高界面粘 结强度，混凝土粗糙度对界面粘结效果提升明显，尤其在初露粗骨料的界面中，粘结效果最好。

关键词：界面；混凝土；单剪试验;粗糙度;粘结应力

已经符定的是，良好的CFRP-混凝土界面粘结性能，是直接影响加 國性能的里要原因之一。影响界而加固性能的闪素有很多,例如粘结树脂 种类、纤维布种类、混凝土强度等级、界面粗糙度等。关于这些影响因素 中，学者做了大it的研究，冇的学齐认为胶层厚度不易过厚,〇-2mm为 宜，较序反而+易粘结，有的学者认为纤维布贴2层最好，过少过多都 容易产生剥离破坏，有的学者认为混凝土强度等级直接影响粘结影响 的大小，甚至给出了正比例计算公式，而关于界面粗粮度对CFRP-混 凝土粘结性能的影响，鲜有报道，因此本文通过制配三种强度等级的

C30、C40、C50的150150400(mm3)混凝土，且每种强度等级的混凝土各

2.1试验现象

随着荷载的增加，纤维布马上进入紧绷状态，荷载继续增加，当增 加到极限荷载的60%时，出现“啪”“啪”的声晋J卜艮随着荷载的继续增 加，拉力机显示荷载读数增加缓慢，当到达极限荷载的时候，纤维布从 混凝土表面剥离，从剥离界面来看，80%的破坏位置都在胶层位置破坏， 有15%的破坏为纤维布被撕裂拉断，有5%的破坏为纤维布扯带一层混 凝土砂浆体。

2.2试验结果

表4单剪试件的实验结果

试件类型

界面形态

F1F2F3F1F2F3F1F2F3

极限荷载(18.2518.256.339.3319.565.129.9219.565.15

极限位移(mm)

0.0450.0550.0170.0480.0660.0130.0480.0680.014

有

3

种不同表面粗糖度，共计混凝土试件54块试件。通过单剪实验来 1试验原材料和方法的制定

1.1试验原材料

研究粗糙度、混凝土强度等级对CFRP-混凝土界面粘结性能的影响。

C30C40

试验所用水泥为吉林亚泰沈阳沈北新区分厂P.042.5水泥;粉煤灰 为江苏连云港电厂生产的I级超细粉煤灰;骨料采用细度模数为2.5中 砂和连续级配、粒径5-20mm的人:石;粉煤灰为丹东华能电厂，I 级粉煤灰。外加剂为山东莱阳宏祥建筑外加剂厂生产的聚羧酸高效减 水剂，减水率为18%;水为辽T交专检测中心自来水，粘结树脂及纤维 布选用南京海拓有限公nj生产的产品，粘结树脂按照AB胶体1:2配 置。纤维布贴一层，水泥组分、混凝土试件配合比、纤维布和胶体的物理 参数如表1-3所示。

1.2试验配合比及强度

C50

3结论

通过54个单剪试验，研究界面粗糙度、混凝土强度等级2个参数 对CFRP-混凝土界面性能的影响，得到结论如下：

1) 2) 3)

混凝土强度等级对界面粘结性能影响不大，尤其在界面较粗糙 混凝土粗糙度对界面粘结效果提升明显尤其在初露粗骨料的 有的学者直接用混凝土强度等级来刻画界面粘结树脂,这足不

的时候,提高混凝土强度等级，并不能提高界面粘结强度^界面中，粘结效果最好。

准确的，建议用混凝土强度等级,胶体抗拉强度，界面粗糙度:参数来 表示界面粘结强度，足比较介适的。

试验试件做成尺寸为150150400(mm3)混凝土试件，标养28d启， 测试得 C30、C40、C50 抗压强度分别为 37.5MPa、41.2 MPa、59.8 MPaa

表1原材料的化学组成Cw%)

原材料 水泥

65.03

Ca0

Si02

21.38

A1203

4.71

Fe203

3.68

MgO

2.53 S030.53

K20Na20

表2混凝土配合比（Kg/m3)

编号

C25

C35C45

水泥372403446砂子 593 606 667 人工碎石 1260 1288 1343 粉煤灰364460水175153134减水剂2.214.035.01

参考文献：

[1]

陈怀军•新旧混凝土粘结性能影响因素综述g] •水泥与混凝土，

2014,(05):47-49.

[2] 王圣培，译.美国内务部垦务局.混凝土手册[M].北京:水利电力出

2单剪试验的设置

表3实验材料力学性能

材料

检验项目

抗拉强度标准值（MPa)受拉砰性模量（MPa)

厚度（mm)单位面积质量（g/m2)抗拉强度（MPa)受拉钾性模fi (MPa)

伸长率（％)

版社，1990

检验值

3400

[3] Talbot C, Pigeon M, Beaupre D, Morgan DR. Influelice of surface

CFRP 布

2.3 X 105

0.167

300382.4X1#1.5

preparation onlong—term bonding of shotcrete. ACI Mater J 1994,91 (6):

5 6:0—6.

粘结树脂

88