预应力碳纤维加固技术的研究进展

文章概述了预应力碳纤维加固结构的优点和国内外的研究状况,展望了该技术的发展前景,提出了自己的建议。

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预应力碳纤维加固技术的研究进展王三智’张秀伟’韩世波聂金荣’1华北水利水电学院，郑州 4 0 1 . 501 2青岛建设集团零零一公司，青岛 2 6 1 . 602

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文章概述了预应力碳纤维加固结构的优点和国内外的研究状况，展望了该技术的发展前景，提出了自己的建议。

由于碳纤维的强度很高，现有的碳纤维加固技术往往不能使其强度得到充分发挥。为了避免破坏时，受压区边缘混凝土压碎，受拉钢筋屈服，碳纤维拉应变很

可以推迟甚至阻止了这种破坏的出现；破坏模式与碳纤维布的截面而积以及预应力

的大小有关。另外，施加预应力还有效地减小了裂缝宽度。S a ama eh和 E snI过对已 adt n s haj

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颓应力碳纤维布；加固；展望

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T e e a b e t e p l a in f h p e t e sd h r h s e n h a pi t o t e r s r se c o

低，就要提高极限承载力下碳纤维片材的拉应力，相应减小加固前混凝土拉区边缘的初始拉应变，而采用预应力碳纤维加固可以很好地解决这个问题。}

产生裂缝的粱进行预应力 C RP加固，发 F现一些裂缝产生了闭合，人大提高了梁正常使用阶段的工作性能。

C g he i h f l o srcua n iei T i F P set n e id f tutr]egn rg, h t e e n sp p r n rd c s h m rt t t e t e g h nn a e ito u e t e e is o h s r n t e igs r c ue ih h pe t e sd F t u t r w t t e r sr se C gP, te ee rh h r sa c s u t n t rs n i C i a d a ra . d i o, i a i a pe e t n h a n b o d I a dt￣ t o n n i

预应力碳纤维加固的优点如下： C RP高强和耐腐蚀性能很好，极适用于 F预应力混凝土；纤维增强塑料的弹性模量与强度的比值低；C RP的疲劳强度很大， F 高于钢材，这样可

以提高整体预应力构件的疲劳承载力；预应力构件的受拉部分在承受使用荷载时应力增长要远远小于非预应力构件，不容易发生粘结破坏。

T in a i0 ea在试验中发现，预 ra t fl u t l l应力值越大对裂缝的控制就越有效，同时预应力加固产生的梁底压应力有效的提高了梁的抗剪能力，预应力加固小截面粱可

t f r a t h p o p c i u u e n g v my o o c s t e r s e t n f t r a d ieo i is o hs e h o g po n f r t i n tc n l y. o

以达到与非预应力加固大截面梁相同的破坏荷载。 C aea考虑了不同截面面积、材料 h rt l性质以及预应力大小的碳纤维布对加固效果的影响，他发现由于具体的梁截面尺寸以及预应力大小不同，当破坏模式同为碳纤维布拉断破坏时，预应力加固并不一定提高粱的最终抗弯承载力。 W i h e al供的数据证明预应力 g t t提 CF RP减少了裂缝的宽度以及数量，抑制了裂缝的发展及由此产生的受区混凝土压碎破坏，最终提高了构件的承载力以及刚度。

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2预应力碳纤维布加固国外研究现 .状

1前言 .

C RP加崮混凝土梁方法的运用开始 F

于瑞士材料试验与研究联邦实验室近年来，碳纤维加固混凝土结构技术 (MP,后他们也进行了预应力碳纤维 E A)其已得到广泛应用，其中应用较多的是在混}布加固的研究 I验证了此法比传统的 ,并凝土粱底部(拉面)贴碳纤维布进行受弯预应力方法更加经济和发挥材料特性。受粘 加固，以提高梁的整体受弯承载力。碳纤 Me rtl通过总结E A对预应力与非预 i eaI e MP维的广泛应用是由于材料本身的一些特应力 CF P的研究，得出结论，当预应力 R点，主要的优点为：比强度和比模量高； 施加到碳纤维布强度的 5%时，预应力加 0良好的抗疲劳性能；耐腐蚀性很好；易于现场施工；经济性好。目前碳纤维布对混凝土梁进行受弯加固存在着一些不足

和不

T mmao& Na n通过拉伸剪切试 o s nf l验发现碳纤维与粘结剂之间的界面剪切强度是混凝七与粘结剂之间界面强度的三倍，说明碳纤维与混凝上之间的破坏是混凝土发生剪切破坏，一般不会发生胶脱落的破坏。粘结剂的拉伸、剪切强度都要比混凝土强，但是当混凝土开裂时，粘结剂町能局部开裂，不影响梁的破坏但可能影响正应力与剪应力的传递。 C a s& Fn h通过单面剪切试验 hj e ic l 来研究碳纤维和混凝土之 I的剪切强度和 ' i f]

固构件可承受 3 00 0 00循环荷载而未 0,0,0次出现任何混凝土或纤维布的破坏迹象。 D u i g试验中发现混凝土梁大多由 e rn于剪切裂缝使得裂缝两边的粱体产生纵向的相对位移而发生碳纤维布的剥离破坏， 但预应力 C RP传递到混凝土上的压应力 F

满足实际工程要求的，具体表现为：延性

不足；弹性模量与强度的比值过低；环氧树脂层传递的剪力有限，易发生剪切剥离

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