CFRP—混凝土梁加固性能的影響因素研究

肖文森

摘 要：為了研究界面平整度對CFRP-混凝土梁加固性能的研究，本文通過制配三種強度等級的C30、C40、C50的150150400（mm3）混凝土，且每種強度等級的混凝土各有3種不同表面粗糙度，共計混凝土試件54塊試件。通過單剪實驗來研究粗糙度、混凝土強度等級對CFRP-混凝土界面粘結性能的影響。研究結果表面：混凝土強度等級對界面粘結性能影響不大，尤其在界面較粗糙的時候，提高混凝土強度等級，并不能提高界面粘結強度，混凝土粗糙度對界面粘結效果提升明顯，尤其在初露粗骨料的界面中，粘結效果最好。

關鍵詞：界面；混凝土；單剪試驗；粗糙度；粘結應力

已經肯定的是，良好的CFRP-混凝土界面粘結性能，是直接影響加固性能的重要原因之一。影響界面加固性能的因素有很多，例如粘結樹脂種類、纖維布種類、混凝土強度等級、界面粗糙度等。關于這些影響因素中，學者做了大量的研究，有的學者認為膠層厚度不易過厚，0-2mm為宜，較厚反而不易粘結，有的學者認為纖維布貼2層最好，過少過多都容易產生剝離破壞，有的學者認為混凝土強度等級直接影響粘結影響的大小，甚至給出了正比例計算公式，而關于界面粗糙度對CFRP-混凝土粘結性能的影響，鮮有報道，因此本文通過制配三種強度等級的C30、C40、C50的150150400（mm3）混凝土，且每種強度等級的混凝土各有3種不同表面粗糙度，共計混凝土試件54塊試件。通過單剪實驗來研究粗糙度、混凝土強度等級對CFRP-混凝土界面粘結性能的影響。

1 試驗原材料和方法的制定

1.1 試驗原材料

試驗所用水泥為吉林亞泰沈陽沈北新區分廠P.O42.5水泥；粉煤灰為江蘇連云港電廠生產的I級超細粉煤灰；骨料采用細度模數為2.5中砂和連續級配、粒徑5-20mm的人工碎石；粉煤灰為丹東華能電廠，Ⅰ級粉煤灰。外加劑為山東萊陽宏祥建筑外加劑廠生產的聚羧酸高效減水劑，減水率為18%；水為遼寧交專檢測中心自來水，粘結樹脂及纖維布選用南京海拓有限公司生產的產品，粘結樹脂按照AB膠體1：2配置。纖維布貼一層，水泥組分、混凝土試件配合比、纖維布和膠體的物理參數如表1-3所示。

1.2 試驗配合比及強度

試驗試件做成尺寸為150150400（mm3）混凝土試件，標養28d后，測試得C30、C40、C50抗壓強度分別為37.5MPa、41.2 MPa、59.8 MPa。

2 單剪試驗的設置

2.1 試驗現象

隨著荷載的增加，纖維布馬上進入緊繃狀態，荷載繼續增加，當增加到極限荷載的60%時，出現“啪”“啪”的聲音，并且隨著荷載的繼續增加，拉力機顯示荷載讀數增加緩慢，當到達極限荷載的時候，纖維布從混凝土表面剝離，從剝離界面來看，80%的破壞位置都在膠層位置破壞，有15%的破壞為纖維布被撕裂拉斷，有5%的破壞為纖維布扯帶一層混凝土砂漿體。

2.2 試驗結果

3 結論

通過54個單剪試驗，研究界面粗糙度、混凝土強度等級2個參數對CFRP-混凝土界面性能的影響，得到結論如下：

1）混凝土強度等級對界面粘結性能影響不大，尤其在界面較粗糙的時候，提高混凝土強度等級，并不能提高界面粘結強度。

2）混凝土粗糙度對界面粘結效果提升明顯，尤其在初露粗骨料的界面中，粘結效果最好。

3）有的學者直接用混凝土強度等級來刻畫界面粘結樹脂，這是不準確的，建議用混凝土強度等級，膠體抗拉強度，界面粗糙度三參數來表示界面粘結強度，是比較合適的。

參考文獻：

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