用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固组合梁受力性能试验研究.docx

用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固组合梁受力性能试验研究
摘要
本文针对碳纤维布加固组合梁的受力性能进行了试验研究。采用碱矿渣胶凝材料作为粘结剂，研究了不同粘结剂厚度条件下组合梁的承载力和变形能力，并通过分析试验结果得出了碳纤维布加固组合梁在实际工程中的应用价值。试验结果表明，在合适的碳纤维布叠层方式和粘结剂厚度条件下，碳纤维布加固组合梁可以有效提高构件的承载力和变形能力，具有重要的实际应用价值。
关键词：碳纤维布；胶凝材料；组合梁；承载力；变形能力
Abstract
Thispaperstudiesthestressperformanceofcarbonfiber-reinforcedcompositebeams.Alkali-mineralslagisusedasthebondingagenttoinvestigatethebearingcapacityanddeformationcapabilityofcompositebeamsunderdifferentbondingagentthicknessconditions.Byanalyzingtheexperimentalresults,theapplicationvalueofcarbonfiber-reinforcedcompositebeamsinactualengineeringwasobtained.Theresultsoftheexperimentshowthatunderappropriatecarbonfiberclothstackingmethodsandbondingagentthicknessconditions,carbonfiber-reinforcedcompositebeamscaneffectivelyimprovethebearingcapacityanddeformationcapabilityofthecomponents,andhaveimportantpracticalapplicationvalue.
Keywords：carbonfibercloth;bondingmaterial;compositebeam;bearingcapacity;deformationcapability
1.引言
碳纤维材料因其高强度、高模量、低密度和耐腐蚀等优良性能，成为近年来国内外结构加固、修复与加强领域中广泛应用的建筑材料之一。对于混凝土结构进行加固和修复时，要求其增强构件的承载力和变形能力，以提高其抗震性能、耐久性和安全性能。因此，碳纤维布作为一种非常优良的加固材料，被广泛地应用到混凝土结构的加固和修复中。
然而，单独采用碳纤维布加固时，其效果受到粘结剂和碳纤维布之间的协同作用的影响，由于其接触面积小、界面摩擦等原因，会产生不良的疲劳作用和缺陷导致萎缩。因此，为了提高碳纤维布加固的有效性，通常需要采用一种高性能的粘结剂来加固和修复混凝土构件。而碱矿渣胶凝材料因其良好的性能、便宜的价格和环保特点，被越来越多地应用到混凝土结构的加固和修复中。
鉴于此，本文以碳纤维布加固组合梁为研究对象，采用碱矿渣胶凝材料作为粘结剂，研究了不同粘结剂厚度条件下组合梁的承载力和变形能力。通过试验数据的分析和处理，对碳纤维布加固组合梁在实际工程中的应用价值进行了评价和探讨。
2.试验材料与方法
2.1试验材料
本试验采用的材料有：
（1）碳纤维布：采用单向碳纤维布，厚度为0.2mm，宽度为100mm；
（2）胶凝材料：采用碱矿渣胶凝材料；
（3）裂缝灌浆料：采用环氧树脂裂缝灌浆料；
（4）基材：采用混凝土梁作为组合梁的基材。
2.2试验方法
（1）材料处理：将碳纤维布按照预定的叠层方式粘贴在混凝土梁的加固部位上，然后涂上粘结剂，使用模拟重力负荷器施加水平载荷。
（2）试验板的尺寸：每块试验板长300mm，宽150mm，厚度为85mm。
（3）粘结层的厚度：控制在0.5mm、1mm和1.5mm三个不同厚度条件下。
（4）应变和力测量：安装2个应变测量计和2个位移传感器，分别测量试验板两侧的应变和变形量，使用荷载传感器测量负荷。
（5）荷载的施加：荷载施加采用渐进式增加法，第一个步长为10%设计载荷，后续步长为10%递增。
（6）试验模式：采用三点弯曲模式进行试验。
3.试验结果分析
3.1常规梁试验
为了验证试验条件和方法的准确性，这里先对不带碳纤维布加固的混凝土梁进行试验。结果表明，试样承载力的极限为28.64kN，破坏形态为弯曲和切割，表现为弯曲裂缝，裂缝宽度为0.2mm左右。
3.2带碳纤维布的混凝土组合梁试验
在胶凝材料粘贴碳纤维布时，采用单向44层碳纤维布，具体规格为100mm×100mm。梁的基材为普通混凝土材料，配方中的水灰比为0.4，混凝土强度等级为C