BFRP片材受拉力学性能测试及设计讨论

□ 许迪鑫 郑宏宇 秦 鹏 黄 琦

1  引言

玄武岩纤维增强复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）是以玄武岩作为原材料，在高温（1500℃）下熔化，通过拉拔制成的一种较新兴的纤维复合材料，具有耐酸碱腐蚀性能优良、轻质高强、耐高温等特点[1]，通常被用作结构加固补强的材料之一，已在道路、桥梁、建筑和特种结构中应用较为广泛。近年来，已有研究者对BFRP材料进行的受拉性能试验表明[2]，BFRP材料的受拉应力—应变关系呈直线，没有屈服平台，达到极限拉应变后发生断裂，是一种典型的脆性材料。然而，对于BFRP增强混凝土结构设计中BFRP材料的强度取值和利用率仍未有统一结论，尚需更多试验数据积累。

为了全面了解BFRP材料的性能，笔者对BFRP片材的受拉性能进行测试，获取破坏形态、抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率，分别对BFRP材料在混凝土构件加固中的利用率、承载力设计时BFRP材料强度的取值展开讨论并给出建议，为实际工程结构的设计和应用提供参考。

2  试验概况

本次测试所用的BFRP布由南京开博锐工程技术有限公司生产，面密度为300g/m2，名义厚度为0.114mm。测试用的浸渍胶为KBR-Y01碳纤维复合材浸渍粘贴胶，由南京开博锐工程技术有限公司提供，是一种A、B两组分改性环氧树脂类黏胶剂，配比为主剂:固化剂=2:1，符合《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB 50728—2011）中A级胶的技术指标要求。

2.1 BFRP片材拉伸试件设计和制作

BFRP片材试件的设计和制作参考规范[3]进行，以片材层数为变量，试件的宽度为25mm，测试段长度为150mm，共制作4组试件，每组5个。……