钢纤维水泥砂浆加固钢筋混凝土足尺梁抗弯性能
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第 ３ 卷第 １ ８ 期
２１ ００年 １ 月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ａ ｏ Ｈ ｈｉ ｎ ｅｓｙＮ ｔｒ ｃ ｎｅ） ｏｒ ｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ ａ ａ Ｓｉ ｃｓ ｎ ｖ ｉ（ ｕ ｌ ｅ
ｖ０ ． ８ Ｎｏ １ １３ ．
Ｊｎ． ０ ０ ａ ２ １
摘 要 ：为 了使 钢 纤 维水 泥砂 浆 这种 新 的加 固材 料 能早 日在 土木 工 程领 域 得 到 应 用 ， 采 用此 材 料 对
加 固的梁 的抗 弯性 能进行 了试验 研 究 ． 验 包括 １ 对 比 梁和 ６根 用钢 纤 维 水泥 砂 浆钢 筋 网加 固 试 根
的试验 梁 ， 验 梁采 用三 面 Ｕ形加 固形 式 ， 试 量测主 要 项 目为 试验 梁裂 缝 分布 形 态 ， 载一 度 曲线 ， 荷 挠 钢筋、 混凝 土及加 固砂 浆 的应 变发 展规 律 等 ． 过 改 变加 固梁 的加 固配 筋 率 和 受 力形 态 ， 究 了这 通 研
种加 固 技术对钢筋混凝土梁的承载力、 破坏形态、 截面刚度及裂缝分布等的影响． 试验结果表明： 采用 钢 纤维水泥砂浆对足 尺钢 筋混凝 土 梁进行 抗 弯加 固， 能较 大幅度 地提 高钢 筋混 凝土 梁正 截 面承载 力 和 刚度 ； 纤维水 泥砂 浆 中的钢 纤维能有 效地抑制 裂缝 的产 生， 钢 使试件 具有 良好 的抗裂性 能 ． 关键 词 ： 纤维 水泥砂 浆 ； 弯 ； 筋混凝 土 梁 ； 固 钢 受 钢 加 中图分类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５１ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：００ １８ （０ ０ ０ ～ ０ ８ ０ １０ —９０ ２ １ ） １０ ９ — ６ 钢纤维水泥砂浆加固是一种新型的混凝土结构及砌体结构加固补强新技术 ． 该加固技术利用纤维砂浆 优良的物理力学性能及界面剂优 良的黏结作用 ， 使得加固砂浆薄层与原构件具有较好的整体工作性能 ． 钢纤 维水泥砂浆的抗拉强度、 刚度和温度线膨胀系数等均与被加 固的混凝土材料相接近 ， 能很好地 、 协调地共 同 受力 ， 其具有较好 的耐火 、 耐久性 ， 且施工简单 ， 因此具有巨大 的科研价值和广阔的应用前景 ． Ｊ为了使钢纤 维 水泥 砂浆 这种 加 固新 材 料能早 日在土 木工 程领 域得 到应 用 ， 者 对采 用 此技 术 加 固 的钢 筋 混凝 土足 尺 梁 笔 的抗弯性能进行 了试验研究 ．
注 ：ｆ ／ 表示试块抗压强度平均值 ；ｆ ｚ 表示试块抗压强度标准差 ； ｋ 表示试块抗压强度标准值
收稿 日期 ： Ｏ ８ Ｉ 一３ ２Ｏ 一 ｉ ０
基金项 目： 湖南省科技厅科研项 目（ ０Ｃ ３ ６ ） ２ ７ Ｋ ０６ ０ 作者简 介： 卜 良桃（９ ３ ）男 ， １６ 一 ， 湖南南县人 ， 教授 ， 博士 ， 主要从事工程结构理论与技术研究 ． －ａ ： ６ ＠１６ ｔ Ｅｍ ｉ ｐ ３ ２ ． ｍ ｌｈ ｏ
外加 剂 ， 由Fra Baidu bibliotek 沙市 固力 实业 有 限公 司提供 ．
１ ２ 试 验 过程及 结果 ．
由于影响钢纤维水泥砂浆强度的主要因素是基体水泥砂浆配合 比［ 本次试验将钢纤维掺量恒定为体 ， 积的 ２ 以砂浆 的抗压强度作为主要研究指标 ， ％． 选用不 同组合配合 比的钢纤维水 泥砂浆进行抗压强度试 验． 试验所得强度等级 为 Ｍ ０ ］ ３［ 的钢纤维水泥砂浆 中水泥 、 、 和钢纤维 的质量分数分别为 ２ ％，３ ３ 砂 水 ７ ５ ％， １％和 ７ 每种配合 比取 ６ ３ ％． 个试块进行试验， 各配合 比钢纤维水泥砂浆 的抗压强度试验结果见表 １ ．
第１ 期
卜良桃 ， 等
钢纤维水 泥砂 浆加 固钢筋混凝土足尺梁抗弯性能
２ 试 验 方 案
为了保证钢筋网纤维砂浆薄层与试件能很好地共 同工作 ， 采用涂抹界面黏结剂和植抗剪销钉的方法． 为 了研究采用此加固方法加固的受弯试件可能产生 的破坏形式以及正截 面受弯承载力 的提高程度等 ， 分别 对３ 根一次受力和 ３ 根二次受力的加固梁进行 了抗弯性能试验．
２ １ 试 验 梁设计 ．
本 试验 采 用 了不 加 固 的对 比梁 １ ， 根 Ａ组 一
次受 力 的试 验 梁 ３根 ， Ｂ组 二 次 受 力 的试 验 梁 ３ 根 ． 验 梁 的 截 面 尺 寸 为 ６×ｈ＝２０ｍｎ×４ ０ 试 ０ ｌ ０
表 ２ 试验梁参数
Ｔａ ｌ Ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｆ ｒ ｔｓ ｅ ｍｓ ｂｅ ２ ａ ａ ｔｒ ｏ ｅ ｔｂ ａ
１ 材 性 试 验
１ １ 原 材料 ．
湖南韶峰水泥集团有限公司生产 的韶峰牌 Ｐ ０ ２５ ．４ ． 普通硅酸盐水泥； 中砂 ； 细度模数为 ２３ ２６ 自 ． ～ ．； 来 水 ； 山昌宏钢 纤 维厂生 产 的镀铜 钢纤 维 ， 鞍 长度 为 ｌ ２～１ ｒｎ直径 ｄ＝０１ ５ ｉ， ａ ．５一Ｏ２ ｍ 抗 拉强 度 为 ２ Ｐ ；Ｍ ．０ ｍ， Ｇ ａＺ
Ｄ Ｉ １ ．８ ６ ｊｉｎ １０ －９ ０ ２ １ ．１ ０ １ Ｏ ：０ ３７ ／ ． ｓ ．０ ０１８ ．０ ０ Ｏ ．２ ｓ
钢 纤维 水 泥 砂 浆 加 固钢 筋 混 凝 土足 尺 梁 抗 弯 性 能
１良桃 ， 超 ， － 彭 李 为
（ 湖南大学土木工程学 院， 湖南 长沙 ４０ ８ ） １０２
表 １ 各配合比钢纤维水泥砂浆的抗压 强度试验 结果
Ｔ ｂｅ Ｔｓ ｓｌ ｆ ｍ ｑ ｅｓ ｅｓ ｅ￣ ｆｒｓ ｅ ｆ ｅ ｒｏｅ ｎ ｏｔｒｗｔ ｉｅｅｔ ｒｐｒ ｏ ｔ ｓ ａｌ １ ｅｔ ｅｕｔ ｏ ｒ￣ ｓ ｖ ｒｎ ｒ ｓ ｃ ｒ ｉ ｔ ｏ ｅｌ ｂｒ ｅｒｃｍｅｔ ｒ ｉ ｄ ｒｎ ｏｏｔ ｎｒ ｉ ｔ ｉ ｆ ｍ ａ ｈ ｆ ｐ ｉ ａｏ
２１ ００年 １ 月
河 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕ ａ ｏ Ｈ ｈｉ ｎ ｅｓｙＮ ｔｒ ｃ ｎｅ） ｏｒ ｌ ｆ ｏａ Ｕ ｉ ｒｔ ａ ａ Ｓｉ ｃｓ ｎ ｖ ｉ（ ｕ ｌ ｅ
ｖ０ ． ８ Ｎｏ １ １３ ．
Ｊｎ． ０ ０ ａ ２ １
摘 要 ：为 了使 钢 纤 维水 泥砂 浆 这种 新 的加 固材 料 能早 日在 土木 工 程领 域 得 到 应 用 ， 采 用此 材 料 对
加 固的梁 的抗 弯性 能进行 了试验 研 究 ． 验 包括 １ 对 比 梁和 ６根 用钢 纤 维 水泥 砂 浆钢 筋 网加 固 试 根
的试验 梁 ， 验 梁采 用三 面 Ｕ形加 固形 式 ， 试 量测主 要 项 目为 试验 梁裂 缝 分布 形 态 ， 载一 度 曲线 ， 荷 挠 钢筋、 混凝 土及加 固砂 浆 的应 变发 展规 律 等 ． 过 改 变加 固梁 的加 固配 筋 率 和 受 力形 态 ， 究 了这 通 研
种加 固 技术对钢筋混凝土梁的承载力、 破坏形态、 截面刚度及裂缝分布等的影响． 试验结果表明： 采用 钢 纤维水泥砂浆对足 尺钢 筋混凝 土 梁进行 抗 弯加 固， 能较 大幅度 地提 高钢 筋混 凝土 梁正 截 面承载 力 和 刚度 ； 纤维水 泥砂 浆 中的钢 纤维能有 效地抑制 裂缝 的产 生， 钢 使试件 具有 良好 的抗裂性 能 ． 关键 词 ： 纤维 水泥砂 浆 ； 弯 ； 筋混凝 土 梁 ； 固 钢 受 钢 加 中图分类 号 ：Ｕ ７ ． Ｔ ３５１ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章编 号 ：００ １８ （０ ０ ０ ～ ０ ８ ０ １０ —９０ ２ １ ） １０ ９ — ６ 钢纤维水泥砂浆加固是一种新型的混凝土结构及砌体结构加固补强新技术 ． 该加固技术利用纤维砂浆 优良的物理力学性能及界面剂优 良的黏结作用 ， 使得加固砂浆薄层与原构件具有较好的整体工作性能 ． 钢纤 维水泥砂浆的抗拉强度、 刚度和温度线膨胀系数等均与被加 固的混凝土材料相接近 ， 能很好地 、 协调地共 同 受力 ， 其具有较好 的耐火 、 耐久性 ， 且施工简单 ， 因此具有巨大 的科研价值和广阔的应用前景 ． Ｊ为了使钢纤 维 水泥 砂浆 这种 加 固新 材 料能早 日在土 木工 程领 域得 到应 用 ， 者 对采 用 此技 术 加 固 的钢 筋 混凝 土足 尺 梁 笔 的抗弯性能进行 了试验研究 ．
注 ：ｆ ／ 表示试块抗压强度平均值 ；ｆ ｚ 表示试块抗压强度标准差 ； ｋ 表示试块抗压强度标准值
收稿 日期 ： Ｏ ８ Ｉ 一３ ２Ｏ 一 ｉ ０
基金项 目： 湖南省科技厅科研项 目（ ０Ｃ ３ ６ ） ２ ７ Ｋ ０６ ０ 作者简 介： 卜 良桃（９ ３ ）男 ， １６ 一 ， 湖南南县人 ， 教授 ， 博士 ， 主要从事工程结构理论与技术研究 ． －ａ ： ６ ＠１６ ｔ Ｅｍ ｉ ｐ ３ ２ ． ｍ ｌｈ ｏ
外加 剂 ， 由Fra Baidu bibliotek 沙市 固力 实业 有 限公 司提供 ．
１ ２ 试 验 过程及 结果 ．
由于影响钢纤维水泥砂浆强度的主要因素是基体水泥砂浆配合 比［ 本次试验将钢纤维掺量恒定为体 ， 积的 ２ 以砂浆 的抗压强度作为主要研究指标 ， ％． 选用不 同组合配合 比的钢纤维水 泥砂浆进行抗压强度试 验． 试验所得强度等级 为 Ｍ ０ ］ ３［ 的钢纤维水泥砂浆 中水泥 、 、 和钢纤维 的质量分数分别为 ２ ％，３ ３ 砂 水 ７ ５ ％， １％和 ７ 每种配合 比取 ６ ３ ％． 个试块进行试验， 各配合 比钢纤维水泥砂浆 的抗压强度试验结果见表 １ ．
第１ 期
卜良桃 ， 等
钢纤维水 泥砂 浆加 固钢筋混凝土足尺梁抗弯性能
２ 试 验 方 案
为了保证钢筋网纤维砂浆薄层与试件能很好地共 同工作 ， 采用涂抹界面黏结剂和植抗剪销钉的方法． 为 了研究采用此加固方法加固的受弯试件可能产生 的破坏形式以及正截 面受弯承载力 的提高程度等 ， 分别 对３ 根一次受力和 ３ 根二次受力的加固梁进行 了抗弯性能试验．
２ １ 试 验 梁设计 ．
本 试验 采 用 了不 加 固 的对 比梁 １ ， 根 Ａ组 一
次受 力 的试 验 梁 ３根 ， Ｂ组 二 次 受 力 的试 验 梁 ３ 根 ． 验 梁 的 截 面 尺 寸 为 ６×ｈ＝２０ｍｎ×４ ０ 试 ０ ｌ ０
表 ２ 试验梁参数
Ｔａ ｌ Ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓｆ ｒ ｔｓ ｅ ｍｓ ｂｅ ２ ａ ａ ｔｒ ｏ ｅ ｔｂ ａ
１ 材 性 试 验
１ １ 原 材料 ．
湖南韶峰水泥集团有限公司生产 的韶峰牌 Ｐ ０ ２５ ．４ ． 普通硅酸盐水泥； 中砂 ； 细度模数为 ２３ ２６ 自 ． ～ ．； 来 水 ； 山昌宏钢 纤 维厂生 产 的镀铜 钢纤 维 ， 鞍 长度 为 ｌ ２～１ ｒｎ直径 ｄ＝０１ ５ ｉ， ａ ．５一Ｏ２ ｍ 抗 拉强 度 为 ２ Ｐ ；Ｍ ．０ ｍ， Ｇ ａＺ
Ｄ Ｉ １ ．８ ６ ｊｉｎ １０ －９ ０ ２ １ ．１ ０ １ Ｏ ：０ ３７ ／ ． ｓ ．０ ０１８ ．０ ０ Ｏ ．２ ｓ
钢 纤维 水 泥 砂 浆 加 固钢 筋 混 凝 土足 尺 梁 抗 弯 性 能
１良桃 ， 超 ， － 彭 李 为
（ 湖南大学土木工程学 院， 湖南 长沙 ４０ ８ ） １０２
表 １ 各配合比钢纤维水泥砂浆的抗压 强度试验 结果
Ｔ ｂｅ Ｔｓ ｓｌ ｆ ｍ ｑ ｅｓ ｅｓ ｅ￣ ｆｒｓ ｅ ｆ ｅ ｒｏｅ ｎ ｏｔｒｗｔ ｉｅｅｔ ｒｐｒ ｏ ｔ ｓ ａｌ １ ｅｔ ｅｕｔ ｏ ｒ￣ ｓ ｖ ｒｎ ｒ ｓ ｃ ｒ ｉ ｔ ｏ ｅｌ ｂｒ ｅｒｃｍｅｔ ｒ ｉ ｄ ｒｎ ｏｏｔ ｎｒ ｉ ｔ ｉ ｆ ｍ ａ ｈ ｆ ｐ ｉ ａｏ