用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁受弯试验研究

目前粘贴碳纤维布加固混凝土结构多采用环氧类有机胶,但其软化点过低,多为60℃～80℃。夏季由于气温高,一些地区混凝土桥梁的结构表面温度常超过环氧类有机胶的软化点,火灾下环境温度更高,用环氧类有机胶粘贴碳纤维布加固的混凝土结构难以满足耐高温要求。为此,选用600℃时强度不低于常温强度的碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布,对6根混凝土简支梁进行加固,并完成了这6根梁的受力性能试验。获得了加固梁的正截面承载力、裂缝分布与开展的试验值和荷载-实测跨中挠度曲线。试验梁呈现继纵向受拉钢筋屈服后碳纤维布被拉断和纵向受拉钢筋屈服后混凝土被压碎的两种破坏模式,并且均满足平截面假定,表明用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构构件是可行的。在试验研究和理论分析的基础上,提出了用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土简支梁的刚度、最大裂缝宽度、正截面承载力的计算方法,基于所提方法的计算值与实测值吻合良好。     

无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构研究进展

总结了近年来用无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构的研究进展，包括各种无机胶凝材料（碱激发胶凝材料、氯氧镁水泥和水泥基复合材料）的分类与起源，碳纤维布常温与高温力学性能，以及无机胶凝材料加固混凝土结构常温与抗火性能等，指出了无机胶凝材料在加固技术中尚存在的一些问题，如各种无机胶凝材料的极限变形能力尚显不足等。分析结果表明：碱激发胶凝材料可耐600℃高温，氯氧镁水泥可耐300℃高温，且二者黏结加固效果均优于水泥基复合材料；常温下无机胶凝材料的粘贴加固效果与环氧类有机胶大体相当，高温下其加固效果明显优于环氧类有机胶，因此，用无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构并以此提高结构的承载力是可行的；用无机胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构的耐久性及其抗火设计方法等，应是今后一段时间建筑结构加固领域值得关注的课题。     

用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板抗火性能试验研究

针对粘贴CFRP布用有机胶软化点过低的问题,研制出600℃时强度不低于常温强度的无机胶。为探索用无机胶代替有机胶粘贴CFRP布提高加固结构抗火性能的可行性,进行了5块用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板的抗火试验。考虑到高温时CFRP布在绝氧条件下强度降低较为缓慢的特点,试验前分别选用厚型隧道防火涂料和厚型钢结构防火涂料对其进行防火保护。试验板先按ISO 834标准升温曲线升温1.5h,再自然降温1.0h。各板底纵向CFRP布经历最高温度为90~300℃,火灾下跨中最大新增位移介于计算跨度的1/438~1/95。经历火灾后,CFRP布完好,无机胶与混凝土板可靠粘贴。试验结果表明:采用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板,厚型隧道防火涂料和厚型钢结构防火涂料均能达到对CFRP布进行控温和绝氧的目的,前者防火效果明显优于后者;用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土板采用防火涂料保护后,火灾下和火灾后CFRP布与混凝土板均可有效共同工作。     

无机胶粘贴碳纤维布加固混凝土柱的轴压性能试验研究

通过对无机胶粘贴碳纤维布混凝土柱与有机胶粘贴碳纤维布加固的混凝土柱以及未加固的混凝土柱进行轴压试验,对比各柱的破坏形态、抗压强度、变形能力和应力-应变曲线。结果表明:无机胶粘贴碳纤维布加固的混凝土柱可以取得较高的抗压强度和较好的变形能力。通过对试验数据进行回归分析,提出无机胶粘贴碳纤维布约束混凝土的抗压强度、极限压应变计算式和本构关系模型。     

新型无机胶加固钢筋混凝土梁板的应用

采用新型无机胶(MPB)替代环氧类树脂胶对混凝土梁板进行碳纤维布的加固。首先介绍了无机胶的类型,并通过粘贴碳纤维布的混凝土试块的双剪试验和不同温度下新型无机胶的抗压强度的变化来验证采用新型无机胶粘贴碳纤维布加固混凝土梁板的有效性。实践表明,新型无机胶(MPB)的耐高温性能良好,通过新型无机胶(MPB)粘贴碳纤维布加固处理过的框架结构能在短期内达到有效提高框架结构承载力和耐高温的目的,新型无机胶的出现使得碳纤维布加固技术在建筑业中的发展前景更加广泛。     

无机胶粘贴CFS抗弯加固附加锚固措施试验研究

对两根用无机胶粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土梁进行了试验研究,根据试验的结果并结合以往的研究成果,提出了无机胶粘贴碳纤维布进行抗弯加固的附加锚固措施的建议,旨在提高碳纤维布的加固效果。     

BFRP约束混凝土高温性能试验研究

通过对45个经5种不同温度加热后的素混凝土圆柱、有机胶粘贴BFRP布加固和无机胶粘贴BFRP布加固混凝土圆柱展开轴压试验,对比分析各柱的截面温度以及不同温度下不同粘结剂对试件承载能力的影响规律。结果表明:400℃为过度温度,加固试件强度衰减在400℃前后呈现较大差异;有机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱在高温下承载能力迅速丧失,纤维布加固作用在340℃时失效;无机胶粘贴纤维布加固的混凝土柱在经历温度400℃后,承载能力与常温下差别不大,约为常温下的83%,当温度达到570℃时加固失效;无机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱耐火性能要好于有机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱。     

无机胶粘贴碳纤维布抗弯加固钢筋混凝土梁延性试验研究

对9根粘贴碳纤维布的钢筋混凝土梁进行试验研究,试验结果表明,随着配筋率的提高,试验梁的延性明显下降;对于无机胶粘贴碳纤维布加固梁,试验梁的延性随着碳纤维层数的增多而下降,无机胶粘贴碳纤维布加固梁的延性比有机胶粘贴碳纤维布加固梁的延性有所下降。     

碳纤维布粘贴技术在结构加固中的应用

碳纤维布粘贴技术是一种新型的结构加固技术，它是利用树脂类粘结材料，将碳纤维布粘贴在混凝土表面上，利用碳纤维的超强的抗拉性能，以达到结构及构件加固补强的目的。本文就自己用碳纤维布粘贴技术处理混凝土强度不足和混凝土裂缝等方面的结构加固中的一些经验作一简单的介绍。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁试验研究

对预应力碳纤维布加固的混凝土梁、普通方法粘贴碳纤维布加固的梁及未加固梁进行对比试验并分析。试验表明,用预应力碳纤维布加固梁,充分利用了碳纤维布强度,改善了梁的结构性能,加固效果显著提高。     

预应力碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁试验研究

近年来,预应力碳纤维布加固混凝土梁技术以其碳纤维布强度利用程度高、能改变被加固梁正常使用阶段性能的显著优点成为粘贴类加固研究的一个热点。通过3根预应力碳纤维布加固钢筋混凝土T形梁的试验研究,对比分析了预应力碳纤维布、非预应力碳纤维布加固梁和未加固混凝土梁的性能区别,试验结果进一步验证了预应力碳纤维布加固技术的显著优点。试验研究可为后续同类研究提供参考。     

碳纤维布复合加固钢筋混凝土梁施工工艺及抗弯性能试验研究

对在汶川地震的震损建筑中拆下的强度等级约C13的钢筋混凝土梁,加载到相同损伤程度后,进行8种加固方法 22个钢筋混凝土梁单调加载试验,探讨梁的极限承载力、破坏模式、裂缝开展和应变变化等力学性能。结果表明:1)采用剔槽植入钢筋置换混凝土灌胶再粘贴碳纤维布(CFRP)的复合加固方案,加固梁的开裂荷载、极限承载力与直接粘贴CFRP布比有显著提高。2)剔槽植筋复合加固方案中的CFRP布上的应变值比简单粘贴CFRP布后应变值增大更多,新旧混凝土间协同工作性强,可以很好地发挥CFRP布高强作用。3)采用复合工艺加固的梁,如适当提高碳纤维布的用量,可以进一步改善钢筋的受力状态,有效地提高梁的开裂荷载和极限荷载。     

Punching shear strength of interior slab–column connections strengthened with carbon fiber reinforced polymer sheets

In this paper, punching shear strengthening of flat slabs using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) sheets is studied. Fifteen specimens of reinforced concrete slabs were tested. Thirteen of them were strengthened by CFRP sheets and two specimens were kept as control specimens. Four of these strengthened specimens were tested under cyclic vertical loading. The width of CFRP sheets varied in different specimens. The CFRP sheets were located at the tension side of the slabs in two perpendicular directions. Vertical load was applied downward through a column stub using a hydraulic Jack. In all specimens, no rupture of CFRP sheets was observed. The test results showed that the use of CFRP sheet, in addition to steel reinforcing bars, as flexural reinforcement improves the punching shear strength of slabs. This improvement can be significant for the slabs made of high strength concrete and low steel reinforcement ratio. However, the improvement of punching shear strength due to FRP strengthening reduced under cyclic vertical loading. The test results were compared with the equations proposed by ACI 318 and BS 8110 Codes. The ACI Code underestimates the punching shear strength of slabs and this underestimation becomes more pronounced with the increase in the flexural reinforcement. The BS 8110 Code appropriately accounts for the effect of flexural reinforcement on punching shear strength of slabs. However, for the strengthened slabs, an equivalent reinforcement ratio should be used to include the effect of both steel and CFRP flexural reinforcement.     

Accelerated ageing behaviour of the adhesive bond between concrete specimens and CFRP overlays

In this paper, the durability of the adhesive bond between concrete and carbon fibre reinforced polymers (CFRP) strengthening systems has been investigated under accelerated ageing conditions, i.e., at 40 °C and 95% relative humidity. Mechanical characterizations were carried-out on control and exposed CFRP strengthened concrete specimens, in order to assess the evolutions of the adhesive bond properties during hydrothermal ageing. Results from different experimental campaigns are presented and reveal significant evolutions (decrease in the adhesive bond strength and/or change in the failure mode) depending on various parameters, such as the surface preparation of concrete, the presence of a carbonated concrete layer, the nature of the CFRP overlay (carbon fibre sheets or pultruded CFRP plates), the ageing behaviour of the bulk epoxy adhesive itself, or the test configuration used to evaluate the adhesive bond strength (pull-off or shear loading test). Moisture diffusion from the superficial layer of concrete (i.e., diffusion of interstitial pore solution) towards the adhesive joint is suspected to be a key factor driving the degradation process during hydrothermal ageing.     

碳纤维布加固钢筋混凝土短梁受弯试验及承载力计算

通过11根不同跨高比碳纤维（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）布加固钢筋混凝土梁的受弯试验,研究了跨高比、纵筋配筋率和CFRP布层数对钢筋混凝土梁极限荷载的影响。结果表明：CFRP布加固钢筋混凝土梁的受弯破坏主要有CFRP布拉断和受压区混凝土压碎两种模式;随跨高比的减小,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著增加;随纵筋配筋率和CFRP布层数的增加,CFRP布加固钢筋混凝土梁极限荷载显著提高。结合文中和已有文献的试验结果,提出了反映跨高比影响的CFRP布加固钢筋混凝土短梁受弯承载力计算方法,该方法既可用于CFRP布加固的钢筋混凝土短梁也可用于浅梁的受弯承载力计算。     

碳纤维加固混凝土的粘结性能研究

将加固后的混凝土放置在自然环境、水环境、酸环境、碱环境、碳化环境中14,56 d。通过测量混凝土与碳纤维布之间的正拉强度及观察破坏形式,研究不同侵蚀环境对碳纤维布加固混凝土粘结性能的影响。研究表明:外界环境作用14 d后,酸环境对混凝土正拉强度的不利影响最大,其次为碳化环境、碱环境、水环境。环境作用56 d后,同样酸环境对混凝土正拉强度的不利影响最大,其次为碱环境、水环境,而碳化环境使得正拉粘结强度有所提高。环境作用14 d后,只有在酸环境下碳纤维布加固混凝土的破坏形式为粘结破坏,其他环境下均为混凝土受拉破坏,说明酸环境对碳纤维布与混凝土之间的粘结性能影响较大。环境作用56 d后,在水环境、酸环境、碱环境作用下的试件为碳纤维布与混凝土之间的粘结破坏;自然环境、碳化环境作用下的试件为混凝土拉断破坏。随着时间的增加,外界侵蚀环境对碳纤维布与混凝土之间粘结强度产生越来越不利的影响。     

CFRP加固钢—混凝土组合梁抗弯承载力的参数分析

应用理论计算公式,对影响抗弯承载力的CFRP片材厚度、弹性模量以及混凝土强度等参数进行了分析,结果表明,使用弹性模量高、厚度大的CFRP片材加固的组合梁,承载力提高更大;采用高混凝土强度的梁,其极限抗弯承载力提高效果更明显。     

掺锂渣的C80高强度大流动性混凝土的试验研究

研究了减水剂掺量和用水量对内掺 2 0 %锂渣的高强度大流动性混凝土强度与流动性的影响 ,捣实工艺对混凝土强度的影响。根据试验数据 ,总结出内掺 2 0 %锂渣的高强度大流动性混凝土的强度经验公式 ,采用冀东 5 2 5号Ⅱ型硅酸盐水泥、内掺 2 0 %锂渣、5～ 2 0mm碎石、掺加适量的NF -2 -6缓凝高效减水剂 ,水灰比不大于 0 31,可配制出C80高强度大流动性混凝土。