CFRP加固混凝土构件的耐久性评定方法研究

摘要

从上世纪50年代，我国开始了大规模的土木工程建设。在环境侵蚀作用下，导致钢筋混凝土结构的材料性能劣化和安全性降低，难以达到预期的使用寿命或使用功能。因此，需要对其结构构件进行加固，CFRP(碳纤维增强复合材料，英文全称为Carbon Fiber Reinforced Polymer)加固是其中重要和普遍的一种方法。而在长期使用过程中，CFRP胶粘加固后的混凝土构件仍受到外界环境的影响。如何对混凝土结构加固构件后的耐久性进行评定，对加固后结构体系的可靠性具有重要意义。本文通过理论分析和耐久性试验，研究了CFRP加固混凝土构件耐久性的评定方法，主要内容如下:
　　首先，分析了影响CFRP加固混凝土构件耐久性的各种因素，对各类环境下的CFRP片材、结构胶粘剂、混凝土构件的耐久性机理进行了总结，阐述了CFRP加固混凝土构件的施工要点和质量检验的关键步骤，归纳了CFRP加固混凝土构件的各组成部分的耐久性评定内容。
　　其次，介绍了与耐久性评定相关的检测试验方法，通过耐环境作用、耐应力作用、耐介质侵蚀作用的快速试验手段，对CFRP加固混凝土构件的耐久性关键指标进行试验分析，以评定各种条件作用对其耐久性的影响程度。
　　最后，根据耐久性的各项指标，建立了CFRP胶粘法加固构件的耐久性评定方法。该方法根据各类老化条件下的性能试验数据与未经历老化条件的试验数据进行对比，以性能降低率或破坏受损状态进行材料的耐久性评定，依据混凝土正拉粘结强度、胶层硬度、粘结密实度、钢筋锈蚀情况及混凝土碳化情况对结构体系的耐久性进行评定，并以某钢筋混凝土框架结构地下车库为工程实例，验证了所建立的耐久性评定方法的合理性和可行性。
　　研究结果表明，根据CFRP加固混凝土构件的长期受力机理，所建立的CFRP胶粘法加固混凝土构件的耐久性评定方法，可对加固构件的各组成部分的耐久性进行评定，为混凝土加固体系在使用阶段的耐久性监测提供参考和依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究的背景和意义

1．2 国内外现状分析

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．2．3 现有研究的不足

1．3 本文研究目的和研究内容

第2章 CFRP加固混凝土耐久性影响因素

2．1 引言

2．2 相关条件对混凝土构件的影响

2．3 胶粘加固构件施工质量评定程序

2．3．1 CFRP粘贴材料的质量控制

2．3．2 CFRP粘贴的施工过程控制

2．3．3 CFRP粘贴的施工质量检验

2．4 结构加固耐久性评定程序与内容

2．4．1 CFRP片材耐久性评定内容

2．4．2 碳纤维结构胶粘剂耐久性评定内容

2．5 本章小结

第3章 不同条件下加固材料耐久性检测的快速试验

3．1 引言

3．2 耐环境作用快速试验

3．2．1 耐湿热老化快速试验

3．2．2 耐热老化快速试验

3．2．3 耐冻融能力快速试验

3．3 耐应力作用快速试验

3．3．1 耐长期应力作用快速试验

3．3．2 耐疲劳作用快速试验

3．4 耐介质侵蚀性能作用快速试验

3．4．1 耐盐雾作用快速实验系统

3．4．2 耐海水浸泡作用快速试验

3．4．3 耐碱性介质作用快速试验

3．4．4 耐酸性介质作用快速试验

3．5 本章小结

第4章 加固后构件的耐久性评定方法

4．1 引言

4．2 胶粘加固长期受力机理

4．2．1 CFRP片材长期受力机理

4．2．2 胶粘加固长期受力机理

4．2．3 混凝土构件长期受力机理

4．3 胶粘加固构件耐久性检测评定方法的建立

4．4 工程案例分析

4．4．1 工程概况

4．4．2 现场调查检测

4．4．3 结构验算

4．4．4 开裂原因分析

4．4．5 加固处理方案

4．4．6 CFRP加固构件耐久性评定

4．5 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研项目