用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁抗火性能试验研究

论文摘要

用碳纤维布加固混凝土结构在土木工程中已得到了广泛应用,而有机胶粘剂不耐高温的特性限制了其发展。我所在的课题组成功研制出耐火极限不低于600℃的碱激发矿渣无机胶凝材料（以下简称碱矿渣胶凝材料）,这种无机胶凝材料在常温下的力学性能不低于环氧类有机胶。因此,研究用该碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土梁高温下与高温后的受力性能具有一定的现实意义。结合4根用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固的钢筋混凝土简支梁的火灾下和火灾后的试验,开展了如下研究工作:（1）完成了该批试验梁从升温1.5小时到停火后1小时的全过程耐火试验,记录了火灾下和停火后的温度场分布,构件跨中挠度等试验数据。（2）完成了高温后该批钢筋混凝土简支梁的正截面抗弯受力性能试验,获得了荷载-位移曲线与裂缝分布情况。（3）提出了用碱矿渣胶凝材料粘贴CFRP布加固钢筋混凝土梁高温后的正截面承载力计算公式、刚度计算公式和裂缝宽度计算公式。试验结果表明,火灾后,构件的正截面承载力存在不同程度的降低,这可能是碱矿渣胶凝材料高温后收缩变形相对较大所致。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外对耐高温无机胶的研究现状
• 1.2.2 国内外对用CFRP加固混凝土结构的研究现状
• 1.2.3 国内外对混凝土结构抗火的研究现状
• 1.3 本文应开展的工作
• 第2章 试验梁设计、制作与火灾下试验
• 2.1 试验梁设计
• 2.1.1 试验梁的设计
• 2.1.2 材料的力学指标
• 2.1.3 混凝土梁的加固方案
• 2.1.4 防火保护设计方案
• 2.1.5 热电偶布置
• 2.2 试件制作
• 2.2.1 碱激发矿渣胶凝材料的制备
• 2.2.2 粘贴碳纤维布施工方法
• 2.2.3 铺设钢丝网及喷涂防火涂料施工
• 2.3 高温下试验的测试内容
• 2.3.1 高温下试验简介
• 2.3.2 试件温度场
• 2.3.3 试件挠度
• 2.3.4 两种涂料防火保护效果的比较
• 2.4 本章小结
• 第3章 简支梁火灾后受力性能试验
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验装置与数据采集
• 3.2.1 试验方法与加载装置
• 3.2.2 测试内容与测试方法
• 3.3 试验过程及现象
• 3.3.1 L-1 梁试验过程与现象
• 3.3.2 L-2 梁试验过程与现象
• 3.3.3 L-3 梁试验过程与现象
• 3.3.4 L-4 梁试验过程与现象
• 3.4 试验测得的数据
• 3.4.1 荷载－跨中变形曲线
• 3.4.2 裂缝分布情况
• 3.5 本章小结
• 第4章 火灾后加固梁正截面承载力、刚度及裂缝计算方法
• 4.1 承载力的计算
• 4.1.1 高温后材料的力学性能
• 4.1.2 火灾后承载力的计算
• 4.2 抗弯刚度计算公式
• 4.2.1 概述
• 4.2.2 加固梁刚度计算分析
• 4.2.3 试验梁刚度理论计算值与试验值对比
• 4.3 裂缝计算公式
• 4.3.1 裂缝计算分析
• 4.3.2 试验梁裂缝宽度计算值与试验值比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢