无折皱玻纤织物乙烯酯复合材料对水泥混凝土柱复合增强的初步研究.pdf

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1、28无折皱玻纤织物/乙烯酯复合材料对水泥混凝土柱复合增强的初步研究2001年1月!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!无折皱玻纤织物/乙烯酯复合材料对水泥混凝土柱复合增强的初步研究祝成炎P.J.Hogg（浙江工程学院纤维分院）（英国伦敦大学玛丽女王学院材料系）摘要：本文采用由无折皱玻璃长丝纤维织物/乙烯酯复合材料对水泥混凝土柱进行增强，通过抗压性能的测试，表征了复合系统的增强效果，并分析了复合材料增强层数与增强效果之间的关系。对开展

2、纤维复合材料在水泥混凝土增强修补等领域内的研究和应用具有重要意义。关键词：复合材料无折皱织物水泥混凝土乙烯酯增强1前言的关系等。为开展纤维织物增强树酯基复合材料在在发达国家，目前已面临建筑结构因腐蚀被破水泥混凝土增强维修等领域内的研究和实际应用提供理论依据。坏的严重问题，这方面已有许多的研究报道。为增强、修补这些建筑结构如水泥混凝土柱、桥梁、公路2材料等已耗费了大量资源。许多破坏情况往往与钢增强2.1织物结构的锈蚀密切相关。由于增强用钢材的锈蚀，导复合材料用织物为无折皱玻璃长丝纤维织物。致周围混凝土的开裂及剥离。此外，在许

3、多国家尤为获得最好的增强效果，选用单向无折皱织物，织物的面密度为567G/m2。其在日本和美国，因地震造成混凝土结构的破坏而需要增强维修，或者为了防止今后可能的地震破坏，2.2树脂需要对建筑结构预先进行增强处理。在本研究中采用DowEurope公司生产的近几年我国可能不太会遇到因腐蚀等原因需要Derekane411-45环氧-乙烯酯树脂。增强修补混凝土建筑结构的问题，因为近期我国尚2.3水泥混凝土柱处在建设高峰时期，大量混凝土建筑与日俱增。然试验用水泥混凝土柱是从预制的水泥混凝土块而，再过十年、二十年或更长的时间，某些混凝

4、土建中割取而成。制备水泥混凝土块时各组份的比例筑结构就有可能需要增强维修。故我国也必须重视为：水：水泥：砂：碎石=23：38.4：72：153。水泥混凝对建筑结构增强处理这一问题。土柱的尺寸为直径50.8mm、高度80mm，见图1所示。混凝土建筑结构增强维修所采用的材料和方法因所处场合会有所不同。但在大多数情况下，一般采用钢板包覆被增强结构物，再在钢板与结构物之间填入水泥混凝土使之固结成一个整体，以达到增强的目的。然而这种传统的方法却有耗时长、增重大及易腐蚀等严重缺陷。探寻重量轻、增强效果好、抗腐蚀、现场处理快及成本低的新

5、方法就已成为实际的需要。目前已开始研究玻璃纤维和碳纤维增强复合材料这一领域〔1、2〕中应用。用复合材料钢筋取图1增强前后的试样代传统的金属钢筋则是目前另一项同时进行的热门〔3、4〕2.4试样制备研究课题。试样制作用手糊工艺，对水泥混凝土柱外表面本文对水泥混凝土柱采用无折皱玻璃长丝织物进行增强。在制作过程中，纤维含量重量百分比控（Non-crimpfabrics）/乙烯酯（VinyIester）复合材料进制在50%。试样的包裹层数分2层和4层二种，制行增强，对其抗压性能进行了测试，并分析了复合系成的试样见图1。表1列出了各试

6、样（包括复合水泥统的增强效果及复合材料包裹层数与增强效果之间FRP/CM2001.No.12OOl年l月玻璃钢/复合材料29!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!混凝土柱和未复合水泥混凝土柱）的详细情况。表l各试详细情况试样织物-树脂复合织物尺寸织物层数试样数编号材料包裹情况/mmXmmA无复合材料包裹O/2B28OX3272有复合材料包裹C48OX67823试验与结果图2抗压试验示意对无折皱玻纤织物/乙烯酯复合材料包裹的水泥混凝土

7、柱进行抗压测试，以确定这种增强方法的增强效果。抗压试验时压力施加在柱体上下二个端面，见图2所示。试验采用LOS测试系统（LOsSystemTestingMachine），其最大载荷为2OOOKN。试验时测试系统加压工作台下压加载速率为O.5mm/min。表2为各试样受压破坏时的最大抗压强度、最大变形和平均最大抗压强度!max、平均最大抗压应变"max值。图3为在抗压试验中压力与时间之间的典型关系曲图3抗压试验中压力与时间之间的典型关系线。表2试样受压破坏时的数值织物-树脂复合最大抗压强度最大变形#max"max试样编号复合

8、材料层数材料包裹情况/KN/mm/MPa/%AlO64O.46无复合材料包裹29.3OO.53A2O5lO.6OBl22l22.46B222l42.5996.6O3.l6有复合材料包裹Cl436l3.26l44.824.54C243524.OO4讨论柱增强系统的抗压强度和抗压应变与复合材料层数近似线性关