CFRP—混凝土梁加固性能的影响因素研究

肖文森

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、C50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糙度、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，尤其在界面較粗糙的时候，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

已经肯定的是，良好的CFRP-混凝土界面粘结性能，是直接影响加固性能的重要原因之一。影响界面加固性能的因素有很多，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，学者做了大量的研究，有的学者认为胶层厚度不易过厚，0-2mm为宜，较厚反而不易粘结，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，而关于界面粗糙度對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糙度、混凝土强度等级对CFRP-混凝土界面粘结性能的影响。

1 试验原材料和方法的制定

1.1 试验原材料

试验所用水泥为吉林亚泰沈阳沈北新区分厂P.O42.5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的人工碎石；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%；水为辽宁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司生产的产品，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

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

2 单剪试验的设置

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”的声音，并且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

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）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。

2）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。

3）有的学者直接用混凝土强度等级来刻画界面粘结树脂，这是不准确的，建议用混凝土强度等级，胶体抗拉强度，界面粗糙度三参数来表示界面粘结强度，是比较合适的。

参考文献：

[1] 陈怀军.新旧混凝土粘结性能影响因素综述[J].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：水利电力出版社，1990

[3] Talbot C， Pigeon M， Beaupré D， Morgan DR. Influence of surface preparation onlong-term bonding of shotcrete. ACI Mater J 1994，91（6）：560-6.