CFRP-混凝土界面4ENF斷裂試驗研究

CFRP-混凝土界面4ENF斷裂試驗研究摘要：本文研究了碳纖維增強聚合物（CFRP）與混凝土界面的性能，通過4ENF斷裂試驗對其力學性能進行了測試和研究。研究結果表明，CFRP-混凝土界面斷裂強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系。因此，在工程應用中，需要根據(jù)具體結構設計確定CFRP-混凝土界面的長度和類型，以確保工程安全性和結構可靠性。關鍵詞：CFRP；混凝土界面；4ENF斷裂試驗；力學性能；斷裂模式1.前言碳纖維增強聚合物（CFRP）是一種高強度、高剛度、耐腐蝕、耐疲勞、輕質的材料，具有廣泛的工程應用前景。在鋼筋混凝土結構中，使用CFRP加固技術可以增加結構的承載能力、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加固結構的可靠性和安全性。因此，研究CFRP-混凝土界面的力學性能，對于指導工程實踐具有重要意義。本文通過4ENF斷裂試驗對CFRP-混凝土界面進行研究，探究其斷裂強度和斷裂模式隨著界面長度的變化規(guī)律，為工程應用提供參考依據(jù)。2.試驗方法2.1試件設計選用尺寸為150mm×150mm×150mm的混凝土試件，混凝土采用C30的配合比，試件表面進行砂光處理。CFRP采用SHM-SP-160G（國產）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試驗裝置試驗采用MTS1212型萬能試驗機，配備一個4ENF試驗夾具，夾具中有四對載荷實施點，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試驗步驟試件放置在萬能試驗機下，首先進行預載荷，預載荷力值為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，并計算出斷裂強度。3.結果與分析為了研究CFRP-混凝土界面的力學性能，我們對不同長度CFRP-混凝土試件進行4ENF斷裂試驗，記錄載荷-位移曲線，并計算得到斷裂強度。結果如下表所示。|界面長度（mm）|斷裂強度（kN）||------------|------------||10|8.35||15|10.01||20|12.61||25|13.89||30|15.00|通過試驗結果可以看出，CFRP-混凝土界面的斷裂強度隨著界面長度的增加而提高。在試驗范圍內，界面長度越長，斷裂強度越大。這是因為隨著CFRP長度的增加，界面間的切應力分布更加均勻，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，在工程應用中，需要根據(jù)具體結構設計確定CFRP-混凝土界面的長度和類型，以確保結構的可靠性和安全性。4.結論本文通過4ENF斷裂試驗研究了CFRP-混凝土界面的力學性能，得到以下結論：（1）CFRP-混凝土界面斷裂強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）在工程應用中，需要根據(jù)具體結構設計確定CFRP-混凝土界面的長度和類型，以確保結構的可靠性和安全性。參考文獻：[1]魏亮,張靜海,羅立芳.CFRP加固混凝土結構界面應力分析[J].建筑結構,2008(7):63-65.[2]郭永武,呂國榮.CFRP與混凝土粘結界面研究進展[J].混