纤维增强聚合物加固混凝土结构耐久性能研究

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1、纤维增强聚合物加固混凝土结构耐久性能研究第４５卷第６期２大连理＿Ｔ－大学学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶ０１．４５．Ｎｏ．６Ｎｏｖ２００００５年ｎ月５文章编号：１０００一８６０８（２００５）０６－０８４７—０６任慧韬“２，胡安妮１，姚谦峰２（１大连理工大学土木水利学院，辽宁大连１１６０２４；２．西安建筑科技大学土术建筑学院．陕西西安７１００５５）摘要：外贴纤维增强聚合物（ＦＲＰ）加固混凝土结构的应用时问不长，固此这种加固方法的耐久性能需要试验验证．通过快速珠融试验、碱化试验、浸水试验、湿热试验研究了腐蚀环境对纤

2、维增强聚合物复台体力学性能的影———————————————————————————————————————————————响．试验结果表明＋碳纤维增强聚合物（ＣＦＲＰ）的耐久性能较好，在各种暴露条件下，力学性能没有明显退化｝而玻璃纤维增强聚合物（ＧＦＲＰ）的耐久性能略差，水环境、碱环境、湿热环境以及冻融循环对ＧＦＲＰ均产生了较大的影响．采用快速冻融循环试验和湿热试验，研究了腐蚀环境对ＦＲＰ与混凝土粘结性能、ＦＲＰ加固混凝土梁、柱受力性能的综合影响．结果表明：ＦＲＰ与混凝土粘结性能下降较大，ＦＲＰ加固混凝土结构具有较好的耐久性能．关键词：ＦＲＰ；耐久性能；粘

3、结性能中图分类号：ＴＵ５２８，５７２文献标识码：Ａ０引言１试验概况根据ＦＲＰ加固混凝土结构的特点，加固结构随着纤维增强聚台物（ＦＲＰ）在土木工程加固领域的迅速发展，有关ＦＲＰ应用的研究越来越多．通常的加固方法是将ＦＲＰ粘贴在混凝土结构的表面，通过ＦＲＰ与混凝土之间的有效粘结实现加固作用．受损结构经过修复后一般还要经历多年的使用，期间可能会受到不同环境条件的影响，因此采用ＦＲＰ加固结构的耐久性能是工程界———————————————————————————————————————————————最为关心的问题之一．目前，我国关于ＦＲＰ加固混凝土结构研究的热点主

4、要是加固构件的破坏机理和计算方法“Ｊ，对于加固结构的长期性能研究报道较少，而国外对于ＦＲＰ的耐久性能以及加固结构的环境折减系数等都有一定的研究“］．在我国已经出版的《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》０３中，对于ＦＲＰ复合体、牯结剂材料耐久性能以及加固环境折减系数等问题尚未涉及，亟待补充，开展加固耐久性能方面的研究工作，对于规范ＦＲＰ以及配套树脂材料的研发生产、完善ＦＲＰ加固结构规程、安全科学地在土木工程领域使用ＦＲＰ都显得十分必要．的耐久性能应和下列因素有关：加固结构各部分组成材料的耐久性能；粘结界面的耐久性能以及被加固构件整体耐久性能．本文分别对此进

5、行试验研究，以综合分析腐蚀环境对ＦＲＰ加固混凝土结构耐久性能的影响．１．１环境腐蚀对ＦＲＰ复合体力学性能影响‘试验采用在工程加固中比较常用的玻璃纤维增强聚合物（ＧＦＲＰ）和碳纤维增强聚合物（ＣＦＲＰ）．ＧＦＲＰ是国产单向高强度耐碱片材和美国产ＧＦＲＰ—ＡＦＲＰ混合编织片材，ＣＦＲＰ是由国内某单位进口单丝编织而成．粘结剂采用美国进口ＧＦＲＰ专用环氧树脂胶和沈阳某单位研制的ＦＲＰ专用环氧树脂胶．试验考虑的环境条件包括湿热环境、水环境、冻融循环、碱环境，并把试验结果同———————————————————————————————————————————————室温

6、下的试件进行对比．ＦＲＰ的拉伸试验参照《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法》“ｏ进行，ＦＲＰ、夹具的尺寸如图１所示．收稿日期：２００４—０９—１８；修回日期：２００５—０９１７基金项目：国家重大基础研究前期研究专项资助项目（２００４ＣＣＡ０４１００）作者简介：任慧韬’（１９７３一）．爿，博士．讲师；姚谦峰（１９５６一），男，教授．博士生导师万方数据　大连理工大学学报第４５卷］苫△口图１塞纤维布、夹具尺寸图（单位：ｍｍ）Ｆｉｇ１ＤｉｍｅｎｓｉｏｎｏｆＦＲＰａｎｄｃｌｌｐ（ｕｎｉｔ：ｍｍ）——————————————————————————————————————

7、—————————水环境侵蚀试验参照《玻璃纤维增强塑料耐水性试验方法》“３进行．冻融循环试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》¨ｏ中抗冻性能试验的快冻法进行，每次冻融循环时间是３ｈ，控制试件中心温度分别在（一１７±２）℃和（８±２）℃，湿热试验参照《玻璃纤维增强塑料湿热试验方法》口３进行，温度设定在４０℃，湿度保持在９８％，试验时间为１０００ｈ．碱化试验采用饱和的氢氧化钙碱溶液，在常温下（（２５±２）℃）进行，试验周期选为７、３０ｄ．１．２粘结界面的耐久性能粘结试验采用ＦＲＰ与混凝土的单面剪切粘结试验，ＦＲＰ与混凝土粘结长度１００ｍｍ，试验形式如图

8、２所示．试件参数包括ＦＲＰ的种类、粘结剂的种类、ＦＲ