[发明专利]基于梁式试件的CFRP布-混凝土界面粘结性能测试法

说明书

技术领域

本发明涉及FRP片材-混凝土粘结性能测试方法领域，尤其是涉及静载及疲劳荷载作用下基于梁式试件的CFRP布-混凝土界面粘结性能测试方法。 

背景技术

FRP(Fiber reinforced polymer；纤维增强复合材料)因其优良性能，被广泛应用于混凝土结构的加固中，而FRP-混凝土界面粘结性能是FRP加固混凝土技术的关键问题。如图1a-f所示，目前，研究FRP-混凝土界面性能的试验方法主要有三类：正拉试验【详见参考文献1】、面内剪切试验(单剪试验、双剪试验、推剪试验)【详见参考文献1、2】和梁式试验【详见参考文献3】。其中，如图1a所示，正拉试验可直接获得粘结强度，但用此方法得到的粘结强度很难评估混凝土与FRP结合面在剪切和弯曲状态下的粘结性能。如图1b、1c所示，单剪或双剪试验是将FRP粘结在混凝土棱柱体单面或双面上，通过张拉FRP来测试粘结强度，FRP与混凝土的粘结面受到平行于该面的粘结剪应力的作用。如图1f所示，推剪试验将FRP贴在一块钢板的两个侧面上，再在两边粘上混凝土块，通过压推钢板来获得粘结强度。但以上试件的受力状态均与实际FRP加固梁不同。如图1d、1e所示，梁式试验是在混凝土梁底粘贴FRP，通过梁顶加载来测试粘结性能，该方法的优点是可以考虑梁的受弯或受剪影响，符合FRP加固梁的实际受力状态，但试验过程往往比较复杂，不能大量进行；图1e中的试验并没有给出适用于静载及疲劳试验的具体试件尺寸的设计及钢铰的设计和重复利用性等。而以上的试验方法多用于静载下FRP-混凝土界面粘结性能研究，其中，根据目前国内外的研究状况，只有双剪试验方法被用于疲劳荷载下FRP-混凝土界面粘结性能研究。 

日本混凝土协会提出了用于疲劳荷载下FRP-混凝土界面性能研究的双剪试验标准试验方法【详见参考文献4】，如图2所示，两个混凝土试块21、22用两片平行的FRP片材23粘结，在两混凝土试块21、22中心锚入钢筋，通过对钢筋混凝土块施加拉应力而产生FRP与混凝土粘结面的剪切应力。混凝土试块的尺寸为140×140×200(mm)，两混凝土试块间留有20mm的缝隙。按照该尺寸设计的混凝土试块可以避免混凝土的受拉开裂，保证疲劳试验的过程中在混凝土试块中产生的拉伸应力不超过1MPa。该试验方法存在以下的缺点： 

①该试验方法与FRP加固梁的实际受力状态不同，不能真实反映FRP在受弯或受剪梁中与 

混凝土界面的粘结性能；②为保证加载的对称性，该受拉试件的制作要求较高，然而试验试件均为手工制作，制作误差相对较大，便会增加不对称加载对数据可靠性的影响。 

参考文献： 

[1]杨勇新，岳清瑞，胡云昌.碳纤维布与混凝土粘结性能的试验研究[J].建筑结构学报.2001，22(3)：36-42. 

[2]曹双寅，潘建伍，陈建飞，等.外贴纤维与混凝土结合面的粘结滑移关系[J].建筑结构学报，2006，27(1)：99-105. 

[3]Lorenzis DL，Miller B，NanniA.Bond of FRP laminates to concrete[J].ACI Materials Journal.2001，98(3)：256-264. 

[4]Ferrier E，Bigaud D，HamelinP，Bizindavyi L，and Neale K W. Fatigue Reliability of External Bonded CFRP Used for Concrete Structure[J].Mater.Struct.，2005，38(275)：39-46。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于梁式试件的CFRP布-混凝土界面粘结性能测试法，解决现有CFRP布-混凝土界面粘结性能试验测试法存在的问题，满足真实反映FRP加固梁受力形态的要求。 

本发明的技术方案是： 

基于梁式试件的CFRP布-混凝土界面粘结性能测试法，包括三个步骤：制作试验试件、测点布置、试验加载，