复合材料加固素混凝土梁的试验分析-论文.pdf

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1、低温建筑技术2014年第6期(总第192期)复合材料加固素混凝土梁的试验分析黄志强梁芳余登华(沈阳工业大学建筑工程学院．沈阳110870】【摘要】采用PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料对素混凝土梁进行不同厚度的梁底全长加固，通过四点弯曲试验对加固后的混凝土梁的极限承载力，跨中最大挠度以及混凝土梁侧应变进行分析研究。结果表明：加固的混凝土梁在承载力方面提高程度较大，通过比较加固材料和原材料的应变一荷载变化情况可知，二者能够协同工作，粘结界面未发生滑移现象。【关键词】加固；极限承载力；水泥基复合材料；挠度【中图分类号】TU375．1【文献标识码】B【文章编号】10

2、01—6864(2014)06—0048—03O引言泰安“混凝土伴”的PVA纤维，掺量为水泥掺量的随着钢筋混凝土结构的迅速发展⋯，混凝土构件2％、42．5普通硅酸盐水泥、I级粉煤灰、西卡减水剂，的耐久性，极端荷载下的脆性破坏也引起了人们细骨料中有50％的粒径为0．15mm尾矿砂和50％的的极大关注。PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料是一粒径为0．3ram天然砂，其中尾矿砂为本溪红透山铁矿种具有超高韧性和优越能量吸收性能的纤维增强水铁尾矿砂。泥基复合材料。具有很好的控裂、限裂作用。试验1．2测试方法中为了获得混凝土和复合材料之间的相互影响的关试件采用四点弯曲试验

3、方法进行加载，加载方法系，混凝土梁中均没有配置钢筋。见图1。梁体的跨中挠度采用英国IMETRUM公司的1实验概况非接触式应变位移测量仪进行测量，梁的纯弯段的底1．1试件设计部、距离两种材料的黏贴面10cm处的PVA纤维水泥本次实验中共制作了12根素混凝土梁，每3根一基复合材料、两种材料的粘结层以及距离黏贴层10em组，分为4组。素混凝土的的尺寸为400mm×100mm处的素混凝土的应变测量也采用非接触式应变位移x100mm，其中一组作为对比的素混凝土梁，其余三组测量仪进行测量。在底部全长范围内分别粘结厚度为l0、20、30mm的PVA纤维尾矿砂水泥基复合材

4、料。试件的制备分两次浇筑：首先制作l2根尺寸为400X100×100mm的素混凝土梁，同时留有标准的抗压试件，待养护28d后，对抗压试件进行强度测量，满足要求后，对其中9横截面根素混凝土梁进行加固前处理：将素混凝土梁的梁底进行凿毛处理(粗糙度为0．9～1．5mm)；在浇PVA纤图1试件加载方式维尾矿砂水泥基复合材料前将凿毛处充分湿润，在不非接触式应变位移测量仪是利用图像散斑识别留水迹情况下进行PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料技术，能够准确跟踪被测物上点与点之间的运动，可的浇筑，同时将其充分振捣。精确测量二维的位移、应变、剪应变、速度、加速度、角表IPVA纤维

5、特性位移、弯曲度、泊松比、应力一应变曲线、模数等，从而为材料测试服务。加载装置采用500kN的液压伺服万能试验机进行加载，加载速度采用位移控制，速率为0．1mm／min。2试验结果与分析2．1复合梁弯曲试验的结果分析PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料采用国产纤维不同厚度的PVA纤维尾矿砂水泥基复合材料加[基金项目]国家自然科学基金资助(项目批准号：51308348)；生态型纤维增强尾矿砂工程水泥基复合材料的弹塑性断裂力学研究(201344089)黄志强等：复合材料加固素混凝土梁的试验分析49固的混凝土梁的荷载一跨中挠度曲线如图2所示。试载曲线就没有一一列出。从

6、以上曲线中可以看出素验中，对于加固了不同厚度的PVA纤维尾矿砂水泥基混凝土梁和复合梁的破坏形式均属于拉断破坏，是典复合材料的复合梁和未加固的混凝土梁相比，极限荷型的脆性破坏。载和跨中挠度有不同程度的提高，但从破坏的形式上来看仍然属于脆性破坏，在荷载增加至极限荷载前，整个混凝土内部裂缝贯通，极短时间内发生破坏，同镉时发出较大的破坏声，此时跨中挠度几乎没有发生变枢化。在试验加载中，所有加固梁的两种材料的交界面并没有发现滑移现象，界面两侧的变形一致，说明二者粘结的较好，能够共同工作。2722图3紊混凝土粱的侧边混凝土应变一荷载图堇l7镛棹l272枢00．10．2

7、0-3o．4o．5o．60．7位移／ram图2不同加固厚度试件的荷载—跨中挠度曲线应变表2不同加固厚度的试件极限荷载图4加固厚度20era的纤维层应变一荷载和跨中挠度提升情况辎挺表2具体的列出了不同加固厚度的试件的极限荷应变载和跨中挠度随加固厚度的增加极限荷载和跨中挠图5加固厚度20era的复合层应变一荷载度提升的情况，从表中的数据可以看出，比较混凝土梁和加固后的复合梁可以发现，加固厚度的增加对提高极限承载力的作用比较显著，加固厚度10ram时承载力提高了43．25％，而此时的跨中挠度则增加了铺40％；加固厚度30mm时，承载力提高了1倍而跨中挠框度增加了

8、31．11％，较加固厚度10ram时稍有降低，降低程度不是很明显。