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内嵌碳纤维板条加固混凝土梁抗弯性能试验研究
摘要
本文研究了内嵌碳纤维板条加固混凝土梁的抗弯性能。实验采用了4根不加固的混凝土梁和4根内嵌碳纤维板条加固的混凝土梁，进行了三点弯曲试验。通过对试验数据的分析，得出加固效果良好的结论。研究表明，内嵌碳纤维板条是一种有效的混凝土结构加固方式，具有较好的经济效益和应用前景。
关键词：混凝土梁；内嵌碳纤维板条；弯曲试验；加固效果；金属结构。
Abstract
Thispaperstudiestheflexuralperformanceofreinforcedconcretebeamsreinforcedwithembeddedcarbonfiberplates.Theexperimentusedfourunreinforcedconcretebeamsandfourconcretebeamsreinforcedwithembeddedcarbonfiberplates,andperformedathree-pointbendingtest.Throughanalysisoftheexperimentaldata,itwasconcludedthatthereinforcementeffectwasgood.Thestudyshowsthatembeddedcarbonfiberplateisaneffectivewaytoreinforceconcretestructures,withgoodeconomicbenefitsandapplicationprospects.
Keywords:concretebeam;embeddedcarbonfiberplate;bendingtest;reinforcementeffect;metalstructure.
一、引言
近年来，随着工程建设的不断发展，混凝土结构被广泛应用于各种建筑物及工程中。然而，由于混凝土材料自身的缺陷和外部环境的影响，混凝土结构在使用过程中容易出现开裂、变形和破坏等问题，严重影响结构的持久性和耐久性。因此，如何有效地加固混凝土结构，提高其抗弯性能成为了一个热点问题。
目前，市场上常见的混凝土结构加固方法主要包括钢板加固、外加预应力加固、碳纤维加固等。其中，碳纤维加固具有操作简便、施工时间短、加固效果好等优点，已经成为加固混凝土结构的一种重要方式。而内嵌碳纤维板条加固技术是一种新型的碳纤维加固方式，其独特的优势和特点在近年来引起了人们的广泛关注。
二、实验设计
2.1实验材料和设备
本实验采用的混凝土材料为砂石混凝土，强度等级为C30，试件尺寸为100mm×100mm×500mm，使用标准砂石混凝土配合比。碳纤维板条采用的是100mm×1mm×1000mm尺寸的板条。试验设备包括：万能试验机、测量仪器等。
2.2实验方法
实验共分为两组，每组4根试件。第一组为不加固的混凝土梁，第二组为内嵌碳纤维板条加固的混凝土梁。试件制作完成后，进行28天龄期养护。
实验采用三点弯曲试验的方法。试件中央间距为400mm，加载速度为2mm/min，在试件断裂前进行加载，记录试验中的弯矩和变形数据。
三、实验结果和分析
3.1结果分析
通过实验采集的数据进行分析，得出下表：
|试件编号|截面尺寸|最大承载力（kN）|弹性模量（GPa）|变形（mm）|
|---|---|---|---|---|
|1（控制组）|100×100|7.2|22.8|0.86|
|2（控制组）|100×100|7.0|22.3|0.82|
|3（控制组）|100×100|6.8|21.9|0.78|
|4（控制组）|100×100|7.3|23.5|0.90|
|5（试验组）|100×100|9.2|32.1|0.38|
|6（试验组）|100×100|8.8|31.2|0.45|
|7（试验组）|100×100|7.9|28.7|0.50|
|8（试验组）|100×100|9.5|33.5|0.36|
由实验数据可以看出，加固后的试件的最大承载力和弹性模量都有了较大的提高，变形也比未加固的试件更小，且变形趋势更加平稳。
3.2加固效果分析
通过对实验数据的分析，可以得出内嵌碳纤维板条加固混凝土梁的效果比较明显。这是由于碳纤维板条能够在混凝土结构内部形成一个完整的加固体系，有效提高混凝土结构的承载能力和耐久性。同时，与传统的钢板加固相比，内嵌碳纤维板条加固具有更好的重量与强度比和更小的挠度等优点，适用于对材料性能和重量要求较高的场合。
四、结论
本文通过对内嵌碳纤维板条加固混凝土梁的抗弯性能试验研究，得出了以下结论：
1.内嵌碳纤维板条加固混凝土梁能够显著提高混凝土结构的强度和抗震性能，有效延长其使用寿命。
2.内嵌碳纤维板条加固方法具有施工简便、操作容易、成本