荷载/湿热环境作用下粘贴CFRP加固钢筋砼梁的耐久性研究
发布时间：2021-01-30 12:49
目前,我国公路桥梁已达77万多座,其中评定为三类及以上桥梁占比达到32.6%,需要进行维修加固的桥梁数量超过12万座、规模庞大,桥梁加固任务日趋繁重。国内外大量的中小跨径混凝土梁桥加固常采用粘贴碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,简称CFRP）加固方法,根据693座已进行加固后运营桥梁统计结果来看,其中采用粘贴CFRP加固的桥梁占总数的53%。现今,混凝土梁桥广泛应用CFRP材料进行加固和结构补强,然而加固后的钢筋混凝土或预应力混凝土结构除了承受外基荷载作用外,还可能会暴露于各种恶劣环境中（如:湿热环境、化学环境、干湿循环、海水环境、冻融循环）,加固后的结构因性能下降而无法正常使用的问题。确保粘贴CFRP加固的耐久性及可靠性是保证桥梁安全及正常使用的重大问题。本文结合交通运输部建设科技项目“荷载与湿热环境耦合作用下粘贴加固梁桥耐久性关键技术研究”（2015318814190）,通过研究荷载/湿热环境作用下粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁来模拟工程实践中加固构件性能退化规律及其演变过程,分析荷载/湿热环境作用下对粘贴CFRP加固钢筋混凝土梁的影...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WHY-3000材料试验机
细度密度(g/cm3）凝结时间安定性抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa)初凝 终凝 3d 28d 3d 28d7.2 3.5 2h05min 4h15min 合格 27.7 49.7 4.9 7.6表 2.2 实验用砂石材料的物理性能材料 品种细度模数粒径(mm)级配密 度(g/cm3)含水率（%）含泥量（%）砂 细砂 2.74 <2 连续级配 2.63 — 0.42石 花岗岩 — 5~20 连续级配 2.65 — —表 2.3 混凝土材料参数立方体抗压强度kcuf （MPa）弹性模量cE （GPa）轴心抗压强度ckf （MPa）轴心抗拉强度tkf （MPa）泊松比c 线膨胀系c （/ oC42.5 33.0 28.2 2.45 0.23 1×10-5
粘贴 CFRP 的具体步骤如下：（1）表面及找平处理：对混凝土的粘贴表面进行打磨等处理使之平整，清除、打磨混凝土表面的夹渣、疏松、蜂窝、麻面、油污等混凝土缺陷，将多余灰尘、残渣清理干净后，并采用棉纱和丙酮清洗混凝土的打磨面 2 到 3 遍，确保粘贴面的清洁，以便于下一步处理工序的进行；（2）涂刷底胶：用滚筒刷将混合好的底胶均匀地涂抹在预粘贴纤维的混凝土表面，胶层的涂抹厚度为 0.1mm~0.2mm，要求无气泡、无缺漏，在底胶指触干燥时，进行下一工序的施工；（3）碳纤维布粘贴：对粘贴部位涂抹建筑结构胶，将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用刮梳、滚筒等工具顺纤维方向多次滚压，挤出气泡，把纤维压实，使胶液充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。检验确保粘贴的界面无空洞、无气泡后，用加压工具固定、加压约 24~48 小时直至粘结胶固化。粘接胶固化以后，置于室内养护约 20 天，直至粘接胶固化完全。将 11 片加固梁安置在实验室条件下固化 20 天后，取 10 片加固梁放入湿热箱中，其中 5 片梁进行湿热环境作用，其中 5 片梁进行荷载和湿热环境耦合作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料在干湿作用下的力学性能研究[J]. 张江威,刘晨辉,李清富. 河南科学. 2008(04)
[2]玄武岩纤维布的耐久性试验研究[J]. 杨勇新,杨萌,赵颜,廉杰. 工业建筑. 2007(06)
[3]特定环境下FRP与混凝土正拉黏结性能试验研究[J]. 李趁趁,黄承逵,高丹盈. 大连理工大学学报. 2006(S1)
[4]乙烯基酯树脂及其炭纤维复合材料的湿热老化行为[J]. 周同悦,于运花,陈伟明,王莉莉,杨小平. 高分子材料科学与工程. 2006(05)
[5]湿热老化对高性能复合材料性能的影响[J]. 王晓洁,梁国正,张炜,谢群炜,张家宜. 固体火箭技术. 2006(04)
[6]海水对CFRP-混凝土界面影响的试验[J]. 杨勇新,郭春红,朱崇钊,才鹏,赵颜. 工业建筑. 2006(08)
[7]湿热老化对碳纤维/环氧树脂基复合材料力学性能影响研究[J]. 吕小军,张琦,马兆庆,许俊华,肖文萍. 材料工程. 2005(11)
[8]纤维布与混凝土间的粘结耐久性试验研究[J]. 肖建庄,于海生. 同济大学学报(自然科学版). 2005(03)
[9]航空航天结构复合材料湿热老化机理的研究[J]. 过梅丽,肇研,谢令. 宇航材料工艺. 2002(04)
博士论文
[1]荷载和恶劣环境下FRP增强结构耐久性研究[D]. 胡安妮.大连理工大学 2007
[2]FRP加固混凝土结构耐久性试验研究[D]. 李趁趁.大连理工大学 2006
[3]FRP-混凝土界面行为研究[D]. 陆新征.清华大学 2005
[4]服役期及加固后的钢筋混凝土桥梁可靠性研究[D]. 孙晓燕.大连理工大学 2004
[5]纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究[D]. 任慧韬.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]碳纤维布加固混凝土耐久性的试验研究[D]. 王风霞.河海大学 2007
[2]CFRP加固钢筋混凝土构件力学及耐久性能试验研究[D]. 严志亮.深圳大学 2007
[3]CFRP加固混凝土用粘结材料的增韧及耐久性研究[D]. 梅雪.清华大学 2005
本文编号：3008930
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
WHY-3000材料试验机
细度密度(g/cm3）凝结时间安定性抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa)初凝 终凝 3d 28d 3d 28d7.2 3.5 2h05min 4h15min 合格 27.7 49.7 4.9 7.6表 2.2 实验用砂石材料的物理性能材料 品种细度模数粒径(mm)级配密 度(g/cm3)含水率（%）含泥量（%）砂 细砂 2.74 <2 连续级配 2.63 — 0.42石 花岗岩 — 5~20 连续级配 2.65 — —表 2.3 混凝土材料参数立方体抗压强度kcuf （MPa）弹性模量cE （GPa）轴心抗压强度ckf （MPa）轴心抗拉强度tkf （MPa）泊松比c 线膨胀系c （/ oC42.5 33.0 28.2 2.45 0.23 1×10-5
粘贴 CFRP 的具体步骤如下：（1）表面及找平处理：对混凝土的粘贴表面进行打磨等处理使之平整，清除、打磨混凝土表面的夹渣、疏松、蜂窝、麻面、油污等混凝土缺陷，将多余灰尘、残渣清理干净后，并采用棉纱和丙酮清洗混凝土的打磨面 2 到 3 遍，确保粘贴面的清洁，以便于下一步处理工序的进行；（2）涂刷底胶：用滚筒刷将混合好的底胶均匀地涂抹在预粘贴纤维的混凝土表面，胶层的涂抹厚度为 0.1mm~0.2mm，要求无气泡、无缺漏，在底胶指触干燥时，进行下一工序的施工；（3）碳纤维布粘贴：对粘贴部位涂抹建筑结构胶，将碳纤维布用手轻压贴于需粘贴的位置，采用刮梳、滚筒等工具顺纤维方向多次滚压，挤出气泡，把纤维压实，使胶液充分浸透碳纤维布，滚压时不得损伤碳纤维布。检验确保粘贴的界面无空洞、无气泡后，用加压工具固定、加压约 24~48 小时直至粘结胶固化。粘接胶固化以后，置于室内养护约 20 天，直至粘接胶固化完全。将 11 片加固梁安置在实验室条件下固化 20 天后，取 10 片加固梁放入湿热箱中，其中 5 片梁进行湿热环境作用，其中 5 片梁进行荷载和湿热环境耦合作用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维复合材料在干湿作用下的力学性能研究[J]. 张江威,刘晨辉,李清富. 河南科学. 2008(04)
[2]玄武岩纤维布的耐久性试验研究[J]. 杨勇新,杨萌,赵颜,廉杰. 工业建筑. 2007(06)
[3]特定环境下FRP与混凝土正拉黏结性能试验研究[J]. 李趁趁,黄承逵,高丹盈. 大连理工大学学报. 2006(S1)
[4]乙烯基酯树脂及其炭纤维复合材料的湿热老化行为[J]. 周同悦,于运花,陈伟明,王莉莉,杨小平. 高分子材料科学与工程. 2006(05)
[5]湿热老化对高性能复合材料性能的影响[J]. 王晓洁,梁国正,张炜,谢群炜,张家宜. 固体火箭技术. 2006(04)
[6]海水对CFRP-混凝土界面影响的试验[J]. 杨勇新,郭春红,朱崇钊,才鹏,赵颜. 工业建筑. 2006(08)
[7]湿热老化对碳纤维/环氧树脂基复合材料力学性能影响研究[J]. 吕小军,张琦,马兆庆,许俊华,肖文萍. 材料工程. 2005(11)
[8]纤维布与混凝土间的粘结耐久性试验研究[J]. 肖建庄,于海生. 同济大学学报(自然科学版). 2005(03)
[9]航空航天结构复合材料湿热老化机理的研究[J]. 过梅丽,肇研,谢令. 宇航材料工艺. 2002(04)
博士论文
[1]荷载和恶劣环境下FRP增强结构耐久性研究[D]. 胡安妮.大连理工大学 2007
[2]FRP加固混凝土结构耐久性试验研究[D]. 李趁趁.大连理工大学 2006
[3]FRP-混凝土界面行为研究[D]. 陆新征.清华大学 2005
[4]服役期及加固后的钢筋混凝土桥梁可靠性研究[D]. 孙晓燕.大连理工大学 2004
[5]纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究[D]. 任慧韬.大连理工大学 2003
硕士论文
[1]碳纤维布加固混凝土耐久性的试验研究[D]. 王风霞.河海大学 2007
[2]CFRP加固钢筋混凝土构件力学及耐久性能试验研究[D]. 严志亮.深圳大学 2007
[3]CFRP加固混凝土用粘结材料的增韧及耐久性研究[D]. 梅雪.清华大学 2005
本文编号：3008930
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