由于外貼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料( FRP) 具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已逐漸用于加固技術(shù)中。在工程結(jié)構(gòu)中常用的 FRP 材料主要有碳纖維( CFRP ) 和芳綸纖維( AFRP) 。那么碳纖維布與芳綸布加固效果有什么區(qū)別呢?下面小邦通過(guò)“鋼筋混凝土矩形截面梁試件的受彎性能試驗(yàn)”與大家分享。

　　材料實(shí)測(cè)性能

　　混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 C25，3個(gè)混凝土標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊的軸心抗壓強(qiáng)度平均值為25.10 MPa。縱筋10的屈服強(qiáng)度平均值為357. 10MPa，彈性模量為210GPa。加固纖維材料各性能參數(shù)見(jiàn)(表1)，纖維布黏結(jié)膠各性能參數(shù)見(jiàn)(表2)。

　　試驗(yàn)方法

　　所有試件均為簡(jiǎn)支，試驗(yàn)采用手動(dòng)千斤頂進(jìn)行分級(jí)加載，在三分點(diǎn)處進(jìn)行兩點(diǎn)對(duì)稱(chēng)加載。在試件側(cè)面布置三排應(yīng)變引伸儀測(cè)點(diǎn)，試件上表面跨中布置 1 個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，跨中截面處的受力主筋中間位置各預(yù)埋 1 個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，試件底面跨中纖維材料表面布置 1 個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。百分表安放在試件上表面兩端支座位置豎直方向和梁底跨中位置處。加載裝置如(圖1)所示。

　　圖1 試件加載裝置

　　試驗(yàn)現(xiàn)象

　　1.承載力分析

　　由(表3)結(jié)果可見(jiàn)，加載初期( 荷載小于 10 kN) ，由于碳纖維布和芳綸布的作用，有效地限制了混凝土的變形，延遲了混凝土的開(kāi) 裂，開(kāi)裂荷載有所提高，最大提高13% 。但碳纖維布和芳綸布在加載初期作用發(fā)揮不明顯，加固后試件的開(kāi)裂荷載提高程度低于極限荷載提高程度。試驗(yàn)中所用加固材料分別為Ⅰ級(jí)碳纖維布、Ⅱ級(jí)碳纖維布和芳綸布。由于3種材料抗拉強(qiáng)度、彈性模量和伸長(zhǎng)率的不同，導(dǎo)致了加固效果的差異。由(表3)可知，Ⅰ級(jí)碳纖維布加固試件的承載力提高程度較大，加固效果更優(yōu)。

　　表3 試件試驗(yàn)結(jié)果

　　2.撓度分析

　　由(表3)、(圖2)可知，芳綸布加固試件跨中撓度值大于碳纖維布加固試件的跨中撓度值，這是由于芳綸布本身具有較好的延性，增加了梁的極限變形能力。另外，在相同加固條件下，預(yù)裂加固試件比相同荷載下未預(yù)裂加固試件的跨中撓度發(fā)展要慢，這是因?yàn)轭A(yù)裂縫降低了試件的極限變形能力，最大撓度減小。

　　圖2荷載-撓度曲線

　　試驗(yàn)結(jié)果結(jié)論

　　碳纖維布和芳綸布可明顯提高加固試件的承載力，延緩裂縫的發(fā)展，提高整體剛度; 同時(shí)碳纖維布的加固效果要優(yōu)于芳綸布; 預(yù)裂加固試件的承載力也有所提高，但其延性降低; 由于纖維材料承擔(dān)了一部分應(yīng)力，加固試件的鋼筋和混凝土應(yīng)變有所減小。