下载文档原格式
引言随着近年来建筑行业的迅速发展，对特殊性能混凝土的要求及需求不断提高，掺加纤维作为一种技术手段，逐步应用于桥梁、水利、市政等行业的工程建设中[1]。
玄武岩纤维是一种绿色、环保、无污染的高性能无机非金属材料，具有较高的拉伸强度、剪切模量和弹性模量，且具有耐高温、耐超低温、耐酸碱腐蚀等特性[2]。
研究表明[3-4]，将玄武岩纤维掺入混凝土中，纤维通过桥接裂缝可显著减少混凝土裂纹的产生，进而提高混凝土基体的抗压强度、抗拉强度和韧性，使混凝土中易出现的脆性问题得到改善。
同时，掺入纤维可有效提高混凝土基体的抗冻性能和抗冲击性能[5]，对提高混凝土结构耐久性具有积极意义。
为了更好地发挥玄武岩纤维对混凝土增韧阻裂的效果，寻找更合理的纤维掺量及纤维混凝土的生产工艺，本文对玄武岩纤维混凝土的相关性能开展测试研究，为玄武岩纤维混凝土的应用提供技术参考。
1 材料与方法1.1 试验材料水泥：北京金隅，P·O 42.5普硅酸盐水泥，其28d抗压强度50.4MPa；粉煤灰：宣化热电，I级粉煤灰，其细度9.2%、需水量比89%；砂子：天然河砂，中砂，其细度模数2.9；石子：5～25mm碎石；外加剂：北京同科，早强型聚羧酸减水剂，其减水率28%；玄武岩纤维：山西太原，其单丝直径18.0μm、密度2650kg/m3。
1.2 配合比采用构件生产用C50高性能混凝土，配合比见表1。
1.3 试验方法不同搅拌工艺对混凝土性能影响的试验：测试玄武玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究宋玉剑北京港创瑞博混凝土有限公司 北京 102202摘 要：研究了掺加玄武岩纤维混凝土的搅拌工艺、力学性能和耐久性能，采用生产施工配合比，与混凝土生产实际紧密结合，为玄武岩纤维混凝土的生产与应用提供指导。
结果表明：当纤维掺量在0.3%及以下时，纤维要有足够的搅拌时间，使其得到较好分散并混合均匀，再加入水可有效避免纤维出现团聚的情况，从而使混凝土和易性更好；掺入玄武岩纤维后，混凝土的7d抗压强度平均下降4.1%，28d抗压强度平均下降7.12%，但不会影响抗压强度增长趋势，且对降低混凝土早期收缩的作用较为明显，在一定条件下可以达到预期的应用效果。
《玄武岩纤维再生混凝土力学性能及韧性性能研究》篇一一、引言随着环境保护意识的提高和资源可持续利用的需求，对建筑行业材料的高效利用与新型环保材料的研究成为了科研的热点。
其中，玄武岩纤维作为一种具有高强度、耐腐蚀、抗老化等优良性能的天然纤维材料，其在再生混凝土中的应用备受关注。
本研究针对玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能进行深入探讨，旨在为建筑行业提供更为绿色、高效、耐用的建筑材料。
二、材料与方法1. 材料准备本研究选取玄武岩纤维作为增强材料，再生骨料作为主要骨料，水泥作为胶凝材料，以及适量的砂、水等。
所有材料均符合国家相关标准。
2. 实验方法（1）制备工艺：按照一定比例将玄武岩纤维、再生骨料、水泥等混合，通过搅拌、成型、养护等工艺制备出玄武岩纤维再生混凝土试样。
（2）力学性能测试：对试样进行抗压强度、抗拉强度、抗折强度等力学性能测试。
（3）韧性性能测试：采用冲击试验、疲劳试验等方法对试样的韧性性能进行测试。
1. 力学性能实验结果表明，玄武岩纤维的加入显著提高了再生混凝土的力学性能。
在抗压强度、抗拉强度和抗折强度等方面，玄武岩纤维再生混凝土均表现出优异的性能。
这主要归因于玄武岩纤维的高强度和良好的分散性，能够有效提高混凝土的内部结构稳定性。
2. 韧性性能玄武岩纤维的加入也显著提高了再生混凝土的韧性性能。
在冲击试验和疲劳试验中，玄武岩纤维再生混凝土表现出良好的抗冲击和抗疲劳性能。
这得益于玄武岩纤维的延展性和与混凝土基体的良好粘结性，能够在混凝土受到外力作用时吸收能量，提高混凝土的韧性。
四、结论本研究通过实验研究了玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能，得出以下结论：（1）玄武岩纤维的加入显著提高了再生混凝土的力学性能，包括抗压强度、抗拉强度和抗折强度等；（2）玄武岩纤维的加入显著提高了再生混凝土的韧性性能，包括抗冲击和抗疲劳性能；（3）玄武岩纤维与再生骨料、水泥等材料的复合使用，为建筑行业提供了更为绿色、高效、耐用的建筑材料；（4）本研究为玄武岩纤维在建筑行业的应用提供了理论依据和实践指导，对于推动建筑行业的可持续发展具有重要意义。
《玄武岩纤维再生混凝土力学性能及韧性性能研究》篇一一、引言随着建筑行业的快速发展，对新型、高性能建筑材料的需求日益增长。
玄武岩纤维再生混凝土作为一种新型绿色建筑材料，因其具有优异的力学性能和韧性性能，逐渐受到广泛关注。
本文旨在研究玄武岩纤维再生混凝土的力学性能及韧性性能，为该类材料在建筑领域的应用提供理论依据。
二、玄武岩纤维再生混凝土的制备玄武岩纤维再生混凝土是通过将玄武岩纤维与再生骨料、水泥等材料混合制备而成。
制备过程中，需严格控制材料配比、搅拌时间及温度等因素，以保证混凝土的性能。
三、力学性能研究1. 抗压强度玄武岩纤维再生混凝土的抗压强度是评价其力学性能的重要指标。
通过对比不同配比、不同纤维含量的混凝土试块，研究其抗压强度的变化规律。
实验结果表明，适量添加玄武岩纤维可提高混凝土的抗压强度。
2. 抗拉强度抗拉强度是反映混凝土抵抗拉伸变形能力的重要指标。
研究表明，玄武岩纤维的加入可以有效提高混凝土的抗拉强度，改善其延性。
3. 弹性模量弹性模量是描述材料弹性变形能力的物理量。
玄武岩纤维再生混凝土的弹性模量随着纤维含量的增加而有所提高，表现出较好的弹性变形能力。
四、韧性性能研究玄武岩纤维再生混凝土的韧性性能主要表现在其抵抗冲击、振动等动态荷载的能力。
通过对比实验，发现玄武岩纤维的加入可以显著提高混凝土的韧性，降低其脆性。
此外，玄武岩纤维的乱向分布和较强的界面粘结力也有助于提高混凝土的韧性。
五、影响因素分析玄武岩纤维的种类、长度、直径及掺量等因素对再生混凝土的力学性能和韧性性能具有重要影响。
适当选择玄武岩纤维的参数，可以进一步提高混凝土的各项性能。
此外，混凝土的配合比、搅拌工艺、养护条件等因素也会对混凝土的性能产生影响。
六、应用前景及建议玄武岩纤维再生混凝土作为一种新型绿色建筑材料，具有优异的力学性能和韧性性能，可广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程领域。
为进一步推动该材料的应用，建议加强相关基础研究，优化材料配比和制备工艺，提高生产效率及降低成本。
玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究共3篇玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究1玄武岩纤维混凝土是一种新型的混凝土材料，在建筑结构、道路和桥梁等工程中有着广泛的应用。
本文将详细介绍玄武岩纤维混凝土的基本力学性能以及它在工程实践中的应用。
一、玄武岩纤维混凝土的基本力学性能1. 强度性能玄武岩纤维混凝土的强度较高，可以达到一般混凝土的两倍以上。
这主要是因为玄武岩纤维能够增加混凝土的拉伸强度。
通过添加适量的玄武岩纤维，混凝土的疲劳强度和冲击强度也可以大幅度提高。
2. 抗裂性能由于混凝土在受力时易于出现裂纹，抗裂性能成为衡量混凝土材料实用性的重要指标之一。
玄武岩纤维混凝土加入的纤维可以有效防止混凝土出现裂纹，特别是在沉降变形大的地区，使用玄武岩纤维混凝土可以减少混凝土的裂缝数量，提高结构的整体稳定性。
3. 耐久性能玄武岩纤维混凝土的耐久性能相对于一般混凝土提升了不少。
由于玄武岩纤维具有较高的化学稳定性和抗腐蚀性能，与其混合的混凝土也会受益于这些优良的特性。
因此，玄武岩纤维混凝土在一些特殊场合下可以发挥更为持久的作用。
4. 硬化时间相对于普通混凝土，玄武岩纤维混凝土的硬化时间要长一些，这是因为玄武岩纤维会阻碍混凝土内部的水分蒸发。
但是，加入适量的玄武岩纤维能够促进混凝土的自性收缩，有助于提高混凝土的密实度，提高其力学强度。
二、玄武岩纤维混凝土的应用1. 建筑结构玄武岩纤维混凝土在建筑结构中的应用十分广泛，如框架结构、支撑结构、砌体结构等。
由于玄武岩纤维混凝土具有较高的强度和抗裂性能，能够增强建筑结构的整体稳定性和承载能力。
2. 道路由于玄武岩纤维混凝土可以提高道路的耐久性和抗裂性能，许多地方采用了玄武岩纤维混凝土作为道路面层的建材。
同时，还可以将玄武岩纤维混凝土与水泥或沥青混合，用于道路基层的加固和荷载分布控制。
3. 桥梁在桥梁的建设中，玄武岩纤维混凝土可以用于桥墩、拱桥和桥面的建造。
由于桥梁的结构比较复杂，对于建筑材料的力学性能和耐久性都有比较高的要求，而玄武岩纤维混凝土则可以提供一个比较优良的解决方案。
BFRP网格加固混凝土结构的研究综述摘要：玄武岩纤维（BFRP）作为新的纤维材料，不仅其制作所需的原料价格便宜、分布广，而且因其良好的力学性能受到国内外很多学者的研究。
BFRP网与常用的板、条、布、筋加固构件的形式相比，其能够更充分的、牢固的与混凝土构件接触粘结，所以能够更有效的提高混凝土构件的承载力。
本文将为BFRP网在不同混凝土构件上的应用提供理论参考。
关键词：BFRP；BFRP网格；混凝土构件；承载力；力学性能1引言因为纤维増强复合材料（FRP）具有轻质、高强和防腐蚀等优点，在建筑土木工程结构中被广泛应用。
其既可应用于新建结构中，亦可用于加固旧的建筑物。
FRP应用的形式主要有FRP布、FRP管、FRP筋、FRP片等。
随着外贴FRP材料加固技术的不断完善，开发FRP材料新的用途成为近年来国际上广为关注的问题。
纤维网格材加固法是FRP加固技术的一种新的应用形式，具体的方法是将FRP网格状型材通过错钉固定于混凝土构件表面然后再喷涂聚合物水泥砂浆与原有混凝土一体化，从而提高结构的承载能力及而久性。
该技术可用于板、梁等构件底面进行抗弯加固、梁侧面的抗剪加固、包括柱或桥墩进行抗震加固，也可用于隧道等曲面的加固，此外还可在新建结构中代替钢筋应用。
2 BFRP网格的力学性能及frp网格加固的优点玄武岩纤维是由天然材质玄武岩高温融化拉丝而成。
因为其最主要材料玄武岩分布广，来源多，从成本上来说相较于其他纤维低很多。
近些年，玄武岩纤维以其轻质、高强、耐高温、耐久性好等特点，被国内外学者的广泛研究。
玄武岩纤维复合筋材的抗拉伸强度为1200~1600MPa，弹性模量为45GPa~60GPa[1]。
构件加固多为板、条、布、筋等形式，与这些加固形式相比，网格形式的加固具有以下优点[3]：(1)网格的质量相比于钢筋小得多，施工方便，网格的施工应用如图1所示。
图 1FRP网格加固隧道(2)加固效果显著。
连续纤维双向分布，相比与FRP布通过树脂粘结在构件上，网格有机械锚固及聚合物水泥砂浆的作用,能够更高的的与混凝土构件粘结在一起，不易发生脱落，特别在潮湿的环境中。
2009年 6月郑州大学学报(工学版)Jun 1 2009第30卷 第2期Journal of Zhengzhou University (Engineering Science )Vol 130 No 12 收稿日期:2008-11-09;修订日期:2008-12-27 基金项目:国家科技攻关(国际合作)项目(2005DF BA0002) 作者简介:陈绪军(1979-),男,湖北黄石人,华侨大学硕士研究生,助教,主要从事结构加固与耐久性研究.通讯作者:杨勇新,男,教授级高级工程师,博士后. 文章编号:1671-6833(2009)02-0061-05玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯试验研究陈绪军,杨勇新,邢建英,胡 玲,汪健根(华侨大学土木工程学院,福建泉州362021)摘 要:为对BFRP 加固梁提供试验数据和理论依据,进行了8根玄武岩纤维增强复合材料(BFRP )加固梁和3根对比梁的抗弯性能试验研究,分析了BFRP 粘贴层数、混凝土强度等级、剪跨等对加固梁的抗弯性能的影响.试验结果表明,梁的抗弯承载力和抗弯刚度随BFRP 粘贴层数、混凝土强度等级增加和剪跨的减小而提高,但不成线性比例;随粘贴层数增加,U 型箍加宽或增加可有效防止端部的早期破坏.根据试验分析,提出了梁抗弯承载力计算公式,计算结果和试验数据吻合较好,且优于《规程》(CECS 146:2003)公式计算值.关键词:玄武岩纤维;钢筋混凝土梁;抗弯性能中图分类号:T U 528 文献标识码:A0 引言玄武岩纤维增强复合材料(BFRP )是我国自主开发的一种能自然降解的新型环保复合材料.其具有良好的热绝缘性、隔声性、抗腐蚀性、无毒性、不燃性以及良好的力学性能[1-2].在湿热老化环境下,玄武岩纤维增强复合材料抗拉强度的稳定性明显优于玻璃纤维增强复合材料(GFRP )和芳纶纤维增强复合材料(AFRP ),延伸率也更好[1];由连续玄武岩纤维制成的细棒在长期(超过9年)的交变载荷作用下也几乎没有疲劳破坏的痕迹[2].由于玄武岩纤维布价格低廉,物理、化学和力学性能良好,使其在土木工程中的应用前景非常广阔.但目前国内针对玄武岩纤维布加固构件的相关研究还只涉及板、柱[3-4],且极少,国外还未见到相关报道.笔者通过对玄武岩纤维布加固梁的试验研究,分析了玄武岩纤维布对钢筋混凝土梁受弯性能的影响,以期为加固理论的完善提供试验数据和理论依据.1 试验概况1.1 试件设计及加固方案本次试验梁共11根,设计尺寸均为b ×h ×L =100mm ×200mm ×1300mm ,跨度1200mm.第一组L 系列梁共有9根,剪跨均为400mm ,混凝土设计强度等级分为三级:C20、C30、C40,梁中受拉钢筋为2Ф8,设计配筋率为0.612%,架立筋为2Ф6,箍筋为Ф6@100/200;第二组J 系列梁共有2根,剪跨均为200mm ,混凝土设计强度等级为C40,梁中受拉钢筋为2Ф8,设计配筋率为0.612%,架立筋为2Ф8,箍筋为Ф8@100/200.所有加固梁的纵向玄武岩纤维布均粘贴在梁受拉面,宽80mm ,长1100mm.在纵向纤维布的两端各设置一道宽120mm 、长450mm 的U 型箍.加固方案见表1.1.2 材料性能各强度等级的混凝土实测立方体抗压强度见表1.其它材料的实测力学性能指标见表2和表3.1.3 加载方案及量测内容试验梁均为简支,加载方式为两点加载,由分配梁来实现,纯弯段400mm (J 系列梁为800mm ),采用分级加载制度,加载初期荷载按10%p u 逐级增加(p u 为极限荷载,按材料实测力学性能指标计算所得),临近开裂荷载时按5%p u 逐级增加;开裂后恢复到10%p u 逐级增加;当荷载加到90%p u 后,按5%p u 逐级增加.根据实验目的,本试验主要量测以下内容:跨中位置混凝土62 郑州大学学报(工学版)2009年应变、玄武岩纤维布应变、各级荷载下挠度及裂缝变化等.表1 试验梁加固方案Tab.1 Strengthen i n g sche m e of beam s试件编号砼强度f cu/M Pa纤维布粘贴层数纤维布长度/mm端部锚固L2-020.15———L2B120.15一层1100有L2B220.15二层1100有L2B320.15三层1100有L3-044.24———L3B144.24一层1100有L3B244.24二层1100有L4-063.47———L4B163.47一层1100有J056.62———JB156.62一层1100—表2 钢筋材料性能Tab.2 M a ter i a l behav i or of stell bars试件组别钢筋直径d/mm屈服强度f y/M Pa极限强度f u/MPa弹性模量E s/MPa第一组68318.99340.79455.31456.82208.20207.40第二组8507.45597.00206.67表3 玄武岩纤维增强复合材料性能Tab.3 M a ter i a l behav i or of BFRP面密度g/m2计算厚度t f/mm抗拉强度f f/M Pa弹性模量E f/GPa极限伸长率/%3000.1111859.197.81.902 试验结果及分析试验梁均加载至极限破坏状态,试验结果见表4.2.1 裂缝及破坏形态试验中,所有试验梁均出现弯曲裂缝,裂缝多集中在纯弯段,剪跨区的裂缝开展较少.与未加固梁相比,加固梁的裂缝出现较晚、发展缓慢,但这种差别并不十分明显.加固梁裂缝的特点是数量较多、宽度较小、间距小于未加固梁,呈现“细而密”的根须状.这说明玄武岩纤维布对加固梁裂缝的开展起到了很好的制约作用.加固梁均发生了混凝土压碎和纵向纤维布断裂或U型箍断裂的复合破坏.试验中,绝大部分加固梁的玄武岩纤维布被拉断,部分破坏表现为U型箍在倒圆角处断裂.这主要是由于加载点附近主裂缝过宽挠度过大导致梁底玄武岩纤维剥离,U型箍受力过大所致.表4 试验结果Tab.4 Su mmary of test results试件编号极限荷载/k N提高幅度/%跨中挠度/mm破坏形式L2-036.27—16.251L2B145.7326.0915.262+3 L2B259.0362.7518.282+3 L2B361.2068.7419.592+4 L3-044.07—33.702L3B151.6617.2321.392+3 L3B265.1747.8817.552+4 L4-039.94—25.972L4B153.0732.8823.102+3J090.83—35.602JB1114.6526.2223.142+3 注:破坏形式1为裂缝过宽;2为混凝土压碎;3为纤维断裂;4为U型箍断裂. 混凝土强度等级和本试验剪跨对加固梁的破坏形态影响不大,而BFRP粘贴层数达到两层或两层以上时,往往发生U型箍断裂而纵向纤维布不断裂.因此随着BFRP粘贴层数的增加,U型箍亦应增加或加宽.2.2 受弯承载力从表4可以看出,剪跨的减小、混凝土强度的提高和BFRP粘贴层数的增加对加固梁极限承载力有同样的影响趋势,但以剪跨的影响最为显著.加固梁极限承载力随混凝土强度等级的增加而逐渐提高,但粘贴2层玄武岩纤维布的梁极限荷载受混凝土强度等级的影响不如粘贴1层玄武岩纤维布的梁受影响明显.这可能是前者发生了U型箍断裂导致材料(混凝土、纵向纤维)强度没有得到充分发挥的缘由.粘贴玄武岩纤维布后,试验梁的极限荷载有显著的提高,如L2B1、L2B2、L2B3相对于L2-0,其极限荷载分别提高了26.09%、62.75%和68.74%.这说明在试件破坏时,玄武岩纤维布发挥了很好的作用,起到了良好的加固效果,且构件受弯承载力随玄武岩纤维布用量的增加而提高,但受弯承载力的增加并非与玄武岩纤维布粘贴层数成正比,这说明当粘贴层数较多时,玄武岩纤维布强度的利用程度比粘贴层数较少时有所下降,尤其当粘贴层数超过2层时.2.3 纤维应变由图1可知,L3B1、L3B2梁在开裂前,纤维应变很小,两者曲线几乎重合;梁开裂后,曲线均 第2期陈绪军等 玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯试验研究63转折,但L3B1梁的纤维应变值远大于L3B2梁.钢筋屈服后,纤维应变均激增,曲线再次转折且接近水平.由此可见,纤维布的加固补强作用在梁开裂后才能得到有效的发挥;粘贴层数多的梁其纤维应变速度随荷载的增加而变慢.图1 L3梁BFRP荷载-应变曲线F i g.1 L oad-stra i n curves of BFRP for the beam s L32.4 跨中挠度试验梁跨中挠度与荷载之间的关系曲线见图2.可以看出,各试件荷载挠度曲线具有相似的特征,在加载初期,同一系列的各梁挠度基本相同,加固梁略大于未加固梁,这表明在混凝土开裂前,加固梁刚度与未加固的刚度相差不大,此时纤维未发挥明显作用;随着荷载增加,受拉区混凝土开裂(尤其在受拉钢筋屈服)后,未加固梁的挠度急剧增长,而加固梁的挠度增长缓慢,且玄武岩纤维布粘贴层数越多,增长越缓慢.这是因为玄武岩纤维布厚度小,自身抗弯刚度不大,粘贴层数少,所以,在混凝土开裂前对梁刚度提高的贡献小;在梁开裂后,由于玄武岩纤维布能有效限制受拉区裂缝向上扩展和裂缝宽度的发展,使梁的刚度沿梁全长分布较为均匀,从而改善了梁的整体性,增强了梁的截面抗弯刚度.图2(a)表明,在加载初期剪跨对梁挠度基本没什么影响,而随着荷载的增大梁开裂后,相同荷载作用下小剪跨的梁其挠度远远小于大剪跨的梁,这种影响比BFRP粘贴层数和混凝土强度影响更甚.但由图也可以看出,剪跨减小后,梁的延性有所降低,且破坏的脆性也增大.在钢筋屈服前,加固梁挠度增长随混凝土强度等级的提高而明显减小(见图2(d)),剪跨和BFRP粘贴层数的影响却不显著;而在钢筋屈服后,剪跨和粘贴层数对加固梁挠度增长的影响增大,混凝土强度的影响却有所减弱.这是因为钢筋屈服后,梁裂缝开展已较宽,中和轴明显上移,截面抗弯刚度有所减弱所致.64 郑州大学学报(工学版)2009年2.5 跨中截面应变分布图3给出了不同混凝土级别、不同BFRP 粘贴层数的L2B3、L3B2梁跨中纯弯段截面各个测点在不同荷载条件下的平均应变分布.加固梁与普通梁一样,当荷载较小时,梁的中和轴在截面中部附近;而随着荷载的增大,中和轴逐步向受压区移动.可以看出:在一定标距范围内,在各受力阶段跨中截面上的平均应变分布是相当令人满意的,其它加固梁亦如此.因此,加固梁在计算和分析的过程中可以采用平截面假定.图3 梁L2B3、L3B2截面应变分布F i g .3 Stra i n s d istr i buti on of the beam s L2B3and L3B23 极限承载力计算基于上文2.5的分析及《规范》[5]的假定,在考虑纤维复合材料承载力修正系数的情况下,笔者推导了BFRP 加固梁的正截面受弯承载力计算公式.根据图4所示加固梁破坏时的截面应变和应力分布,由力的平衡条件,得混凝土受压区理论高度计算式.图4 截面应变与应力分布F i g .4 Stra i n and stress d istr i buti on onspec i m en ’s secti on0.8f c bx 2+(E ′s εcu A ′s +ηE f εcu A f -f y A s )x -(E ′s εcu A ′s a ′s +ηE f εcu A f h )=0(1)若ε′s ≥f ′y E ′s ,则按式(2)重新计算混凝土受压区理论高度:0.8f c bx 2+(f ′y A ′s -f y A s +ηE f εcu A f )x -ηE f εcu A f h =0(2)不论ε′s ≤f ′y E ′s 还是ε′s ≥f ′yE ′s ,加固梁抵抗弯矩均按式(3)计算:M u =f y A s (h 0-a ′s )-0.8f c bx (0.4x -a ′s )+ηE f εf A f (h -a ′s)(3)式中:η为纤维复合材料承载力修正系数;b f =b 时,取η=0.9;当b f ≤b -2R 时,η=1;其它各参数意义同《规范》[5].R 为构件转角处外表面的曲率半径;εcf =m in [0.01,h -xxεcu ].表5 极限荷载的对比Tab .5 The co m par ison of ulti m a te loads试件编号试验值/k N本文计算值/k N 规程计算值/k N 本文误差/%规程误差/%L2B145.7344.1240.513.5211.41L2B259.0352.9354.1210.338.32L2B361.2060.0667.731.8610.67L3B151.6651.2140.510.8721.58L3B265.1765.5454.120.5716.96L4B153.0754.1740.512.0723.67JB1114.65119.0388.793.8222.56 按照本文和《规程》[6]给出的计算公式,对各加固梁的极限承载力进行了计算,计算值与试验值的对比见表5.从表5可以看出,按本文公式所求得的计算值和试验值吻合较好,精度较高,而规程公式精度稍差.这是因为本试验梁受压区高度x 均小于2a ′s ,而《规程》公式对于受压区高度不满足“ξb h 0>x >ξcfb h ”条件的受弯构件采用近似公式计算. 第2期陈绪军等 玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯试验研究654 结论(1)使用玄武岩纤维布补强加固钢筋混凝土梁的方法是有效的.梁受拉面粘贴玄武岩纤维布可以有效限制裂缝的延伸和发展,改善裂缝的分布,从而刚度有一定程度的提高,特别是屈服后刚度有明显提高,且提高的幅度随着碳纤维层数的增加而增加,但延性有一定程度降低.(2)粘贴玄武岩纤维布后,梁的受弯承载力(屈服荷载、极限荷载)明显提高,其中极限荷载的提高更为显著.梁受弯承载力随着纤维加固层数的增加而增大,但不成线性比例.(3)在支座端部设置U型箍的锚固构造方式是合理有效的,且对加固效果有很大影响,特别是当粘贴层数增加时,U型箍亦应加宽或增加,否则,在玄武岩纤维尚未充分发挥作用前,可能发生U型箍断裂的早期破坏.(4)加固梁在各受力阶段截面上的应变分布较好的符合平截面假定,因此,在进行正截面承载力计算时,可以应用该假定.参考文献:[1] 杨勇新,杨 萌,赵 颜,等.玄武岩纤维布的耐久性试验研究[J].工业建筑,2007,37(6):11-13. [2] 谢尔盖,李中郢.玄武岩纤维材料的应用前景[J].纤维布料,2003(3):17-20.[3] 龚斌文,赵晶晶,金文鑫.玄武岩与碳纤维片材加固混凝土双向板的性能比较[J].建筑施工,2007,2(6):440-442.[4] 吴 刚,魏 洋,吴智深,等.玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土矩形柱抗震性能比较研究[J].工业建筑,2007,37(6):8-10.[5] 中华人民共和国国家标准.G B50367-2006混凝土结构加固设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2006.[6] 中国工程建设标准化协会标准.CECS146:2003碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程(2007年版)[S].北京:中国计划出版社.Exper im en t a l Study on Flexura l Performance of RC Beam sStrengthened w ith Ba s a lt F i ber SheetCHEN Xu-jun,Y ANG Yong-xin,X ING J ian-ying,HU L ing,WANG jian-gen(College of Civil Engineering,Huaqiao University,362021Quanzhou,China)Abstract:I n order t o p r ovide test data and theoretical basis f or strengthening bea m s with basalt fiber rein2 forced poly mer,bending tests for eight bea m s strengthened with BFRP and three contrast bea m s were made in the paper.The influences of BFRP layers,concrete strength and shear s pan on bending perf or mance of strengthened bea m s were analyzed.Finally,the test results indicated that the bearing capacity and bending ri2 gidity of bea m s increase with the increase of BFRP layers,concrete strength and the reducti on of shear s pan, but in a nonlinear rati o.W ith the increase of BFRP layers,the U-hoop width increase can effectively p revent the early da mage of the end.According t o the analysis of the test,the bearing capacity f or mula of bea m is p r o2 posed,the calculated result agrees with the experi m ental data well,and is superi or t o the calculated result of s pecificati on(CECS146:2003).Key words:basalt fiber;reinf orced concrete bea m;flexural perf or mance。
