CFRP-混凝土界面4ENF斷裂試驗(yàn)研究

CFRP-混凝土界面4ENF斷裂試驗(yàn)研究摘要：本文研究了碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）與混凝土界面的性能，通過4ENF斷裂試驗(yàn)對其力學(xué)性能進(jìn)行了測試和研究。研究結(jié)果表明，CFRP-混凝土界面斷裂強(qiáng)度隨著界面長度的增加而提高；同時，界面長度與斷裂模式也存在一定的關(guān)系。因此，在工程應(yīng)用中，需要根據(jù)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定CFRP-混凝土界面的長度和類型，以確保工程安全性和結(jié)構(gòu)可靠性。關(guān)鍵詞：CFRP；混凝土界面；4ENF斷裂試驗(yàn)；力學(xué)性能；斷裂模式1.前言碳纖維增強(qiáng)聚合物（CFRP）是一種高強(qiáng)度、高剛度、耐腐蝕、耐疲勞、輕質(zhì)的材料，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，使用CFRP加固技術(shù)可以增加結(jié)構(gòu)的承載能力、延長使用壽命、提高抗震性能，成為一種重要的加固方法。CFRP-混凝土界面的性能直接影響CFRP加固結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。因此，研究CFRP-混凝土界面的力學(xué)性能，對于指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要意義。本文通過4ENF斷裂試驗(yàn)對CFRP-混凝土界面進(jìn)行研究，探究其斷裂強(qiáng)度和斷裂模式隨著界面長度的變化規(guī)律，為工程應(yīng)用提供參考依據(jù)。2.試驗(yàn)方法2.1試件設(shè)計(jì)選用尺寸為150mm×150mm×150mm的混凝土試件，混凝土采用C30的配合比，試件表面進(jìn)行砂光處理。CFRP采用SHM-SP-160G（國產(chǎn)）型號，長度分別為10mm、15mm、20mm、25mm、30mm，寬度為10mm。試件分別按照不同長度的CFRP粘貼在混凝土試件表面，形成CFRP-混凝土界面。2.2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)采用MTS1212型萬能試驗(yàn)機(jī)，配備一個4ENF試驗(yàn)夾具，夾具中有四對載荷實(shí)施點(diǎn)，可以在不同位置施加載荷。CFRP在夾具上通過兩個夾具片夾緊固定，混凝土試件通過兩個起重裝置平衡，載荷施加在試件中央位置。2.3試驗(yàn)步驟試件放置在萬能試驗(yàn)機(jī)下，首先進(jìn)行預(yù)載荷，預(yù)載荷力值為0.2kN，持續(xù)1分鐘。然后，逐漸增加載荷，直至試件發(fā)生斷裂。在試件斷裂前后記錄載荷和位移的變化，得到載荷-位移曲線，并計(jì)算出斷裂強(qiáng)度。3.結(jié)果與分析為了研究CFRP-混凝土界面的力學(xué)性能，我們對不同長度CFRP-混凝土試件進(jìn)行4ENF斷裂試驗(yàn)，記錄載荷-位移曲線，并計(jì)算得到斷裂強(qiáng)度。結(jié)果如下表所示。|界面長度（mm）|斷裂強(qiáng)度（kN）||------------|------------||10|8.35||15|10.01||20|12.61||25|13.89||30|15.00|通過試驗(yàn)結(jié)果可以看出，CFRP-混凝土界面的斷裂強(qiáng)度隨著界面長度的增加而提高。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，界面長度越長，斷裂強(qiáng)度越大。這是因?yàn)殡S著CFRP長度的增加，界面間的切應(yīng)力分布更加均勻，可以更好地發(fā)揮CFRP加固作用。此外，不同長度的CFRP-混凝土界面斷裂模式也存在差異。短界面長度時，試件在加載過程中首先發(fā)生CFRP與混凝土之間的剪切斷裂，然后出現(xiàn)混凝土的分層破壞。隨著界面長度的增加，試件先出現(xiàn)CFRP的拉伸斷裂，然后是混凝土頂部的剪切破壞，最后是底部的分層破壞。因此，在工程應(yīng)用中，需要根據(jù)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定CFRP-混凝土界面的長度和類型，以確保結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。4.結(jié)論本文通過4ENF斷裂試驗(yàn)研究了CFRP-混凝土界面的力學(xué)性能，得到以下結(jié)論：（1）CFRP-混凝土界面斷裂強(qiáng)度隨著界面長度的增加而提高；（2）不同長度的CFRP-混凝土界面斷裂模式存在差異；（3）在工程應(yīng)用中，需要根據(jù)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定CFRP-混凝土界面的長度和類型，以確保結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。參考文獻(xiàn)：[1]魏亮,張靜海,羅立芳.CFRP加固混凝土結(jié)構(gòu)界面應(yīng)力分析[J].建筑結(jié)構(gòu),2008(7):63-65.[2]郭永武,呂國榮.CFRP與混凝土粘結(jié)界面研究進(jìn)展[J].混