BFRP水泥砂漿薄板加固-增強混凝土結(jié)構(gòu)性能研究.pdf

1、每年我國有大量的建筑結(jié)構(gòu)需要建設(shè)，也有大量的既有結(jié)構(gòu)需要加固補強。新建結(jié)構(gòu)使用傳統(tǒng)模板浪費嚴(yán)重、施工復(fù)雜、不環(huán)保，同時存在耐久性問題;對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，常用的加固方法其使用性、經(jīng)濟性、耐久性問題突出。玄武巖纖維增強復(fù)合材料(Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP)是一種新型綠色材料，輕質(zhì)高強并具有較好的耐久性能，它是解決上述需求的關(guān)鍵。本文開發(fā)一種新型的BFRP水泥砂漿薄板，它由高強水泥砂漿和BFRP

2、網(wǎng)格組合而成，可充分發(fā)揮材料性能。該板材在混凝土結(jié)構(gòu)中不僅可以作為新建結(jié)構(gòu)的永久模板還可以作為既有結(jié)構(gòu)的加固材料，有效提高結(jié)構(gòu)強度及耐久性能。
　　本文對BFRP水泥砂漿薄板的基本力學(xué)性能進(jìn)行了試驗研究，并探究利用該板材進(jìn)行結(jié)構(gòu)增強的方法，包括RC梁抗彎、抗剪性能加固技術(shù)和永久模板技術(shù)。具體研究內(nèi)容如下:
　　1、對6組18個水泥砂漿薄板進(jìn)行受彎性能試驗，參變量包括:水泥砂漿強度，BFRP筋疏網(wǎng)、BFRP筋密網(wǎng)、BFRP網(wǎng)格

3、、不銹鋼筋密網(wǎng)四種不同的水泥砂漿板增強材料，以及有無短切纖維摻入。試驗結(jié)果表明:水泥砂漿強度提高35.2％前提下，板材開裂荷載提高51.1％，影響較大，抗彎強度僅提高12.0％，提高不明顯;同等截面剛度的增強材料中BFRP網(wǎng)格增強的水泥砂漿薄板有著更長的持荷階段且極限荷載最高，但開裂荷載低于BFRP筋密網(wǎng)10.9％及不銹鋼筋密網(wǎng)23.7％;短切纖維的加入有效提高了開裂荷載98.1％，但對極限荷載影響不大，僅提高14.3％。同時，還設(shè)計試

4、驗對BFRP水泥砂漿薄板的拉伸和剪切性能進(jìn)行了測試。
　　2、對6個RC梁構(gòu)件應(yīng)用BFRP水泥砂漿薄板進(jìn)行抗剪性能加固。試驗參變量包括:板材的粘結(jié)劑式采用聚合物砂或結(jié)構(gòu)膠;是否使用錨栓;粘貼板材的厚度15mm或20mm;板材內(nèi)的網(wǎng)格為1mm或2mm厚度。通過靜力加載受彎性能試驗表明:使用聚合物砂漿粘貼板材，板材粘結(jié)可靠，加固效果最好，結(jié)構(gòu)抗剪承載力提高了61.3％;采用15mm厚的加固板材，輕量化的加固方法使得施工便捷，試驗梁的抗

5、剪承載力提高54.4％;2mm網(wǎng)格增強的板材加固試驗梁，抗剪承載力提高68.1％，較1mm網(wǎng)格網(wǎng)格強度提升一倍加固效果僅增加6.8％，網(wǎng)格利用率低。最后給出了抗剪性能加固的計算方法，計算結(jié)果與實際測量值差值為-8.9～3.2％，較符合實際測量值。
　　3、對4個RC梁構(gòu)件應(yīng)用BFRP水泥砂漿薄板進(jìn)行抗彎性能加固。試驗參變量包括:加固板材使用單排或雙排化學(xué)螺栓進(jìn)行錨固;BFRP水泥砂漿板材內(nèi)的網(wǎng)格為3mm或5mm厚度。試驗結(jié)果表明:

6、單排錨栓錨固強度不足，使板材剝落，結(jié)構(gòu)提前發(fā)生破壞;使用雙排化學(xué)螺栓的錨固處理方法對梁進(jìn)行抗彎性能加固，有較好的加固效果，極限荷載提高20.3％;5mm網(wǎng)格筋強度較高，最后破壞時網(wǎng)格從水泥砂漿薄板中剝離出破壞，因此網(wǎng)格強度提高，加固效果反而有所下降，極限荷載提高19.6％;使用BFRP水泥砂漿薄板進(jìn)行RC梁結(jié)構(gòu)的抗彎性能加固，要計算選擇合理的BFRP網(wǎng)格強度和并提供對應(yīng)的可靠錨固措施。給出了抗彎承載力計算方法，計算結(jié)果與實際值差值-9.

7、8～1.9％，較符合實際測量值。
　　4、對4組共計12根混凝土梁使用永久模板進(jìn)行澆筑并試驗。試驗參變量包括:是否使用BFRP水泥砂漿薄板永久模板;永久模板內(nèi)的網(wǎng)格厚度3mm或5mm;永久模板內(nèi)是否加入短切纖維。通過梁靜力受彎性能試驗研究表明:永久模板與現(xiàn)澆混凝土界面粘結(jié)可靠;永久模板的使用使結(jié)構(gòu)抗彎強度提高54％～176％，破壞時撓度達(dá)到2～4mm，結(jié)構(gòu)獲得較好的延性;5mm厚網(wǎng)格永久模板未發(fā)生3mm厚網(wǎng)格永久模板的網(wǎng)格拉斷破壞