由於外貼纖維增強複合材料( FRP) 具有(yǒu)強度高、耐腐蝕、施工方便(biàn)等優點,近年來已逐漸用於(yú)加固技術中。在工程(chéng)結構中常用的(de) FRP 材料主要有碳纖維( CFRP ) 和芳綸纖(xiān)維( AFRP) 。那麽碳(tàn)纖維布與芳綸布加固效果(guǒ)有什麽區別呢?下麵小邦通過“鋼筋混凝土矩形截麵梁試件的受彎性能試驗”與大(dà)家分享。
混凝土的設計強(qiáng)度(dù)等級為 C25,3個混凝(níng)土標準立方體試(shì)塊的軸(zhóu)心抗壓強度(dù)平均值為25.10 MPa。縱筋10的屈服強度平均值為357. 10MPa,彈(dàn)性模量為210GPa。加固纖維材料各性能參(cān)數見(表1),纖維布黏結膠各性能(néng)參數見(jiàn)(表2)。
所(suǒ)有試件均為(wéi)簡支,試驗(yàn)采用手動千斤(jīn)頂進行分級加載,在三分點(diǎn)處進行兩點對稱加載。在試件側麵布置三排應變引伸儀測點,試件上表麵跨中布置 1 個(gè)應變測點,跨中截麵處的受力主筋中間位置各預埋 1 個應變測點,試(shì)件(jiàn)底麵跨中纖維材料表麵布置 1 個應變測點。百分表安放在試件上表麵兩端支座位置豎直方向和梁底跨中位置處。加載裝置如(圖1)所示(shì)。
圖1 試件加載裝置
由(表3)結果可見,加載初期( 荷載(zǎi)小於(yú) 10 kN) ,由於碳纖維布和(hé)芳綸(lún)布的作用,有效地限製了混凝土的變形,延遲了混(hún)凝土的開(kāi) 裂(liè),開裂荷載有(yǒu)所提高,最(zuì)大提高13% 。但碳纖維布和(hé)芳綸布在加載(zǎi)初期作用發揮不(bú)明顯,加固後試件的開裂(liè)荷載提(tí)高程度(dù)低於極限荷載提高程度。試驗(yàn)中所用加(jiā)固材料(liào)分別為Ⅰ級碳纖維布、Ⅱ級碳纖維布和芳綸布。由於3種材(cái)料抗拉(lā)強度、彈性模量和伸長率的不同,導致了加固效果的差異。由(表3)可知,Ⅰ級碳纖維布加固試件的承載力提高程度較大,加固效(xiào)果更(gèng)優。
表(biǎo)3 試件試驗結果
由(表3)、(圖2)可知,芳綸布加固試件跨中撓度值大於碳纖維布加固試件的跨中撓度值,這(zhè)是由於芳綸布本身具有較好的延性,增加了梁的極限變形能力(lì)。另外,在相同加固(gù)條件下,預裂加固試件比相同荷載下未預裂加固試件的跨中撓度發展要慢,這是(shì)因為預裂縫降低了試件的極限(xiàn)變(biàn)形能力,最大撓度減小。
圖2荷載-撓度曲線
碳纖維布和芳綸(lún)布可明(míng)顯提高加固試件的承載力,延緩裂縫的發展(zhǎn),提高整體剛度; 同(tóng)時碳纖維布的加固效果(guǒ)要優於芳綸布; 預裂加固試件的承載力也有所提高,但其延性降低; 由於纖(xiān)維材料承擔(dān)了一部分應力,加(jiā)固試件的鋼筋和混凝(níng)土應變有所減小。