嚴(yán)寒環(huán)境下CFRP快速加固混凝土短柱技術(shù)的研究.pdf

1、生命線工程是城鎮(zhèn)建設(shè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,在每一次災(zāi)害中,生命線工程系統(tǒng)一旦遭受破壞,整個社會生活都會受到嚴(yán)重的影響。新疆屬于地震高發(fā)地區(qū),近些年來,由于地震活動的加劇,在疆內(nèi)各地區(qū)地震頻發(fā),導(dǎo)致生命線工程系統(tǒng)及其他公共基礎(chǔ)設(shè)施都受到了不同程度的損壞,同時也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic,以下簡稱CFRP)加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是一項新興的、高效實用的加固技術(shù),但其在低

2、溫條件下的應(yīng)用受到施工環(huán)境溫度要求的限制而難以有效發(fā)揮。本文針對上述問題,采用E-51(環(huán)氧樹脂)/CAPCURE WR-6(聚硫醇固化劑)/DMP-30(三-二甲胺基甲基苯酚催化劑)固化體系結(jié)構(gòu)膠,在低溫條件下進(jìn)行了CFRP加固素混凝土短柱和鋼筋混凝土短柱的片材粘貼和養(yǎng)護(hù)試驗,對上述固化體系在低溫條件下實現(xiàn)環(huán)氧樹脂快速固化的可行性、膠凝時間及加固效果進(jìn)行了研究。通過對未加固和已加固試件進(jìn)行軸心受壓對比試驗,文章分析了試件的破壞形態(tài)、受

3、力性能等,最后簡要地闡述了低溫條件下CFRP快速加固搶修混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。
　　本文的主要研究內(nèi)容及相關(guān)結(jié)論如下:
　　(1)采用E-51/CAPCURE WR-6/DBU固化體系的結(jié)構(gòu)膠,在室內(nèi)15℃(±3℃)及室外-15℃(±3℃)、-25℃(±3℃)的低溫條件下進(jìn)行CFRP粘貼試驗,結(jié)果表明:試驗所采用的環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠固化體系,在低溫條件下可以有效地促使環(huán)氧樹脂快速固化,相比其他常溫和低溫環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠固化體系,其

4、固化時間更短、性能更加優(yōu)異;
　　(2)在20℃(±2℃)溫度條件下,對對比試件和在不同溫度水平下粘貼CFRP并養(yǎng)護(hù)的加固試件進(jìn)行了軸心受壓試驗。試驗結(jié)果表明:素混凝土短柱和鋼筋混凝土短柱的抗壓強(qiáng)度均得到了不同程度的提高。
　　(3)經(jīng)CFRP加固的素混凝土短柱和鋼筋混凝土短柱與未加固試件相比,承載能力明顯提升、變形性能和延性的改善效果顯著。同時,承載能力的提高幅度大體上呈現(xiàn)出隨溫度降低而減小,隨CFRP用量增加而增大的基本

5、規(guī)律。
　　(4)采用CFRP加固的素混凝土短柱,當(dāng)它的應(yīng)力—應(yīng)變曲線到達(dá)應(yīng)力的峰值后,應(yīng)力的發(fā)展會有升有降,但速度緩慢、幅度不大,也有一些會保持不變。經(jīng)分析,應(yīng)力發(fā)展出現(xiàn)的三種現(xiàn)象源于在不同條件下碳纖維布所能提供的約束存在差異。與之同時,試件在臨近破壞的前期,軸向應(yīng)變急劇增大,最終試件以碳纖維束突然斷裂的形式破壞。
　　(5)低溫會使環(huán)氧樹脂的脆性特征暴露出來,從而影響結(jié)構(gòu)膠的粘接性能,但是溫度降低到一定程度時這種影響又會