采用地聚物粘贴碳纤维布加固混凝土梁试验研究.pdf

建筑结构学报Journal of Building Structures 第 33 卷 第 1 期 2012 年 1 月 Vol. 33No. 1Jan． 2012 015 文章编号 1000-6869 2012 01-0111-08 采用地聚物粘贴碳纤维布加固混凝土梁试验研究 吴波 1，房 帅 1，冯 玮 1， 2 1． 华南理工大学 亚热带建筑科学国家重点实验室，广东广州 510640; 2． 西南电力设计院，四川成都 610021 摘要 采用地聚物替代环氧类胶粘剂对混凝土梁进行碳纤维布加固。首先通过地聚物的拉伸剪切试验和粘贴碳纤维布的 水泥砂浆试块的双剪试验， 比较了不同温度下地聚物和环氧类胶粘剂的拉伸剪切强度和粘结性能; 随后开展了 4 根碳纤维 布加固混凝土梁和 1 根未加固混凝土梁的常温对比试验， 验证了采用地聚物粘贴碳纤维布加固混凝土梁的有效性。研究 结果表明 地聚物的耐高温性能明显优于环氧类胶粘剂; 常温下采用地聚物粘贴单层碳纤维布加固混凝土梁的承载能力与 采用环氧类胶粘剂时相差不大。 关键词 钢筋混凝土梁;碳纤维布;地聚物;高温;静力试验;受力性能 中图分类号 TU375. 102TU317. 1文献标志码 A Experimental study on concrete beams strengthened with carbon fiber sheet using geopolymer WU Bo1，FANG Shuai1，FENG Wei1， 2 1． State Key Laboratory of Subtropical Building Science，South China University of Technology，Guangzhou 510640，China; 2． Southwest Electric Power Design Institute，Chengdu 610021，China AbstractGeopolymer rather than epoxy resin was adopted in CFS strengthened concrete beams in this paper． Firstly， the tensile lap- shear strength and bonding perance of geopolymer and epoxy resin at elevated temperatures were compared through tensile lap- shear tests and double-shear tests． Then， four CFS strengthened concrete beams and one unstrengthened beam were tested at room temperature，and the effectiveness of geopolymer on the strengthened beams was studied． Test results show that the mechanical properties of geopolymer are much better than those of epoxy resin at high temperature． The load bearing capacity of a CFS strengthened concrete beam using geopolymer is close to that using epoxy resin at room temperature． Keywordsreinforced concrete beam;carbon fiber sheet;geopolymer;high temperature;static test;mechinical behavior 基金项目 国家杰出青年科学基金项目 51025829 ， 国家重点基础研究发展计划 973 计划 项目 2011CB013800 ， 教育部科技重点项目 108106 ， 中央高校基本科研业务费项目 2012ZP0011 。 作者简介 吴波 1968 ， 男， 重庆人， 工学博士， 研究员。E- mail bowu scut. edu. cn 收稿日期 2010 年 4 月 111 0引言 碳纤维布加固技术在既有混凝土结构中得到广 泛应用， 其中碳纤维布与混凝土表面之间通常采用 耐高温性能不佳的环氧类胶粘剂。随着温度升高， 环氧类胶粘剂的拉伸剪切强度迅速降低， 80 ℃ 时其 拉伸剪切强度仅为常温时的 37［1 ］， 导致明火作用 下碳纤维布与混凝土表面之间的环氧类胶粘剂过早 失效 ［2 ］。为改善胶粘剂的耐高温性能， 采用无机胶 粘剂替代环氧类胶粘剂不失为一种有效途径。 文献［ 3］ 在碳纤维布加固素混凝土柱中， 采用偏 高岭土、 矿渣和水玻璃溶液配制而成的地聚物作为 胶粘剂， 其加固效果与采用环氧类胶粘剂大体相当; 文献［ 4］ 采用氯氧镁水泥粘结纤维布加固素混凝土 梁， 试验发现常温下加固梁的抗弯强度与采用环氧 类胶粘剂时相近， 但二者破坏模式有所不同; 文献 ［ 5］ 采用碱激发矿渣将碳纤维布粘贴到混凝土试块 上进行双剪试验， 并采用捣杵措施改善碱激发矿渣 对碳纤维布的浸渍效果， 研究发现其 3 d 面内剪切强 度约 1. 41 MPa， 基本达到有机胶的水平 1. 84 ～ 2. 21 MPa ［6- 7 ］。但氯氧镁水泥的耐水性通常较差且其中 氯离子对钢筋有较强腐蚀作用， 而碱激发矿渣又具 有干缩较大的特点 ［8- 9 ］， 采用水玻璃作激发剂的碱激 发矿渣的干缩值可达硅酸盐水泥的 3 ～ 6 倍 ［10 ］， 这可 能引起碳纤维布与混凝土之间粘结层的开裂。 针对上述问题， 文献［ 11］直接采用偏高岭土制 备地聚物以替代环氧类胶粘剂， 并通过正交试验给 出了优选制备工艺; 文献［ 12］将地聚物试块置于高 温电炉中加热至 750 ℃， 保温 2 h， 冷却后取出， 测其 抗压强度， 地聚物抗压强度比常温时降低 44. 7， 而 混凝土经 750 ℃高温作用后剩余抗压强度只有常温 时的 13［13 ］， 显然地聚物具有良好的耐高温性能。 此外， 地聚物还具有强度高、 抗老化、 无环境污染、 体 积稳定性好等优点 ［14- 15 ］。 本文对文献［ 11］ 制备的地聚物进行高温拉伸剪 切强度和粘结性能试验， 并对常温下采用其粘贴碳 纤维布加固混凝土梁的加固效果进行了验证。 1地聚物的拉伸剪切试验 文献［ 11］ 建议的优选工艺制备的地聚物具有如 下材料性能 3 d 抗压强度 48. 5 MPa、 28 d 抗压强度 51. 2 MPa、 净浆流动度158 mm、 室内环境 温度15 ℃、 相对湿度 70 中 2 h 指触干燥。 根据 GB/T 71242008胶粘剂拉伸剪切强度的 测定 刚性材料对刚性材料 ， 对文献［ 11］ 中的地聚 物进行高温拉伸剪切强度实测， 并与环氧类胶粘剂 浸渍胶 进行对比。钢片拉伸剪切试样具体尺寸见 图1， 其中粘贴面处的胶层厚度取0. 2 mm。地聚物拉 伸剪切试样放入温度 20 ℃、 相对湿度 90 的养护箱 中进行养护， 环氧类胶粘剂拉伸剪切试样在空气中 进行养护， 养护时间均为 28 d。试验时， 将试样置于 自制的电热炉中， 以 1 ℃ /s 的升温速度分别加热至 20 ℃、 40 ℃、 60 ℃、 80 ℃、 100 ℃、 120 ℃并恒温10 min 每级温度 3 个试样 ; 然后利用 RGL- 20A 电子万能 试验机 图2 沿试样主轴方向以1 mm/min 的速度进 行张拉， 记录粘贴面破坏时的拉力。 图 1拉伸剪切试样示意 Fig． 1Schematic diagram of tensile lap- shear specimen 图 2拉伸剪切试验 Fig． 2Tensile lap- shear test 图 3 为地聚物的拉伸剪切强度- 温度关系与环氧 类胶粘剂相应关系的对比。从图中可以看出 ①超 过40 ℃后环氧类胶粘剂的拉伸剪切强度随温度升高 迅速降低， 120 ℃时其平均拉伸剪切强度仅为20 ℃时 的 20左右; ②常温下地聚物的平均拉伸剪切强度 约为环氧类胶粘剂的 66， 且 20 ～ 120 ℃ 范围内基 本保持稳定; ③73 ℃ 时地聚物和环氧类胶粘剂的平 均拉伸剪切强度- 温度曲线相交， 120 ℃ 时环氧类胶 粘剂的平均拉伸剪切强度仅为地聚物的 32。 2碳纤维布- 水泥砂浆试块界面剪切 试验 文献［ 16］ 对碳纤维布加固钢筋混凝土梁的粘结 破坏进行了理论推导和试验研究， 结果表明 混凝土 梁纯弯段的弯曲裂缝附近 FRP 应力的传递机理与剪 切试验的受力原理基本相同。为此， 本文分别采用 地聚物和环氧类胶粘剂将碳纤维布粘贴到水泥砂浆 211 试块上， 通过双剪试验 图 4 进一步比较不同温度作 用下二者的粘结性能。 图 3拉伸剪切强度- 温度关系 Fig． 3Tensile lap- shear strength- temperature curves 图 4双剪试验示意图 Fig． 4Schematic diagram of double shear test 按照 GB/T 176711999水泥胶砂强度检验方 法 ， 设计水泥砂浆试块尺寸为 160 mm 40 mm 40 mm， 标准条件养护 28 d 后测得其平均抗折强度和 抗压强度分别为 6. 4 MPa 和 35. 9 MPa。利用砂纸磨 掉水泥砂浆试块的表面浮浆， 并将试块清洗干净， 晾 干备用。碳纤维布主要性能指标见表 1。 表 1碳纤维布的力学性能 Table 1Mechanical properties of carbon fiber sheet 纤维掺量/ gm －2 设计厚度/ mm 抗拉强度/ MPa 弹性模量/ MPa 2000. 1113 2002. 3 105 试样分为两组， 每组 24 个。第一组采用地聚物 粘贴碳纤维布， 首先将碳纤维布裁成420 mm 37 mm 的长条， 其中一端长度 30 mm 浸入地聚物浆液中， 利 用滚筒反复碾压碳纤维布以力求地聚物尽可能浸入 碳纤维布中; 然后在水泥砂浆试块上表面端部 30 mm 长度内均匀地涂抹 1 层厚度约 1 mm 的地聚物作为 底胶， 待其指触干燥后将浸渍过地聚物的碳纤维布 粘贴于试块上表面， 粘贴面积 30 mm 37 mm 图 4 ， 再用滚筒反复碾压， 此粘贴面即为试验关注的剪切 破坏面; 最后在碳纤维布表面涂抹一层厚度约 1 mm 的地聚物作为面胶。将此试样放入恒温恒湿 温度 20 ℃、 湿度 90 养护箱中养护 1 d 后， 将水泥砂浆 试块翻过来， 按照上述同样做法将碳纤维布长条的 另一端粘贴在水泥砂浆试块的下表面， 粘贴面积 60 mm 37 mm 由于此粘贴面面积是前述粘贴面面 积的 2 倍， 故其主要发挥锚固碳纤维布的作用 ， 然 后放入养护箱中养护 28 d。第二组试样采用浸渍胶 粘贴碳纤维布， 粘贴过程与上述方法类似， 粘贴后的 试样在空气中养护 28 d。 试样养护完毕置于自制电热炉中， 使用自制夹 具将水泥砂浆试块固定在试验机底座上， 利用销栓 将试块前部的碳纤维布固定在夹头上 图 5 ; 然后启 动电热炉， 以 1 ℃ /s 的升温速度分别加热至20 ℃、 40 ℃、 60 ℃、 80 ℃、 100 ℃、 120 ℃、 140 ℃、 160 ℃， 并 恒温 10 min 每级温度 3 个试样 ; 最后利用 RGL- 20A 电子万能试验机以 1 mm/min 的速度进行张拉， 记录试样破坏时的极限拉力。 图 5双剪试验装置 Fig． 5Test apparatus for double shear test 对于采用环氧类胶粘剂粘贴碳纤维布的试样， 20 ～60 ℃范围内试样破坏时伴随一声巨响， 少量砂 浆碎屑溅出， 试块端部的水泥砂浆表层剥落， 部分砂 浆仍粘结在碳纤维布上， 碳纤维布和胶粘剂保持完 好 图 6a ， 表明此温度范围内环氧类胶粘剂的粘结 性能良好; 80 ～160 ℃范围内试样破坏模式转变为胶 层剪切破坏 图 6b ， 胶粘剂颜色随温度升高逐渐由 透明变为深黄并发出烧焦气味， 表明此温度段内环 氧类胶粘剂已明显劣化。 对于采用地聚物粘贴碳纤维布的试样， 20 ～ 160 ℃范围内试样破坏时伴随着轻微的“啪” 声碳纤 维布剥离开来， 被地聚物浆液浸渍较充分的表面碳 纤维丝牢牢粘结在水泥砂浆试块表面 图 6c ， 碳纤 维布内部没有充分浸润到地聚物浆液的碳纤维丝则 为薄弱部位， 表明地聚物浆液对碳纤维布的浸渍程 度不够， 影响了碳纤维布的加固效果。 图 7 为两组试样的极限拉力- 温度关系对比。从 图中可以看出 20 ～ 40 ℃ 范围内采用地聚物试样的 平均极限拉力约为采用环氧类胶粘剂试样的 67; 随温度升高二者差距逐渐缩小， 82 ℃ 时二者的平均 极限拉力相交; 160 ℃时环氧类胶粘剂试样的平均极 限拉力仅为地聚物试样的 21。 311 a水泥砂浆表层剥落 b环氧胶层剪切破坏 c碳纤维布内部剥离 图 6双剪试验破坏模式 Fig． 6Failure modes of double shear tests 图 7极限拉力- 温度关系 Fig． 7Ultimate tensile force- temperature relationship 3碳纤维布加固混凝土梁的弯曲 试验 3. 1试验概况 试验设计了 5 根尺寸完全相同的矩形梁试件 编号 B1 ～ B5 ， 截面尺寸为 200 mm 350 mm， 梁长 3 000 mm， 净跨 2 700 mm， 混凝土保护层厚度 25 mm。 试件 B1 为未加固对比梁， B2 ～ B5 采用碳纤维布进 行受 弯 加 固， 具 体 见 表 2。其 中 碳 纤 维 布 尺 寸 2 500 mm 200 mm， 粘贴起始端距支座 100 mm。混 凝土 28 d 实测标准立方体抗压强度 26. 2 MPa， 钢筋 实测屈服强度 10，301. 1 MPa;14， 378. 5 MPa; 16， 391. 4 MPa。各试件的具体配筋情况见图 8。 碳纤维布粘贴完毕后， 在其表面覆盖 1 层保鲜 膜以尽量模拟恒湿条件， 在空气中养护 1 周后进行 试验。 采用三分点加载， 加载点和支座处设置碳纤 表 2加固情况 Table 2Reinforcing details 试件编号加固情况 B1未加固 B2环氧类胶粘剂 1 层碳纤维布 B3地聚物 1 层碳纤维布 B4地聚物 1 层碳纤维布 B5地聚物 2 层碳纤维布 a试件 B1 b试件 B2 ～ B4 c试件 B5 图 8试件配筋示意图 Fig． 8Reinforcement details 维布 U 形箍加强锚固， 具体见图 9。采用应变片测量 梁跨中受拉钢筋表面和最外层碳纤维布表面的应 变， 具体粘贴位置为跨中梁底中间 2 根纵筋表面以 及与之对应的最外层碳纤维布表面， 梁支座及跨中 处设置百分表测量相应的竖向位移。 图 9碳纤维布粘贴方案及加载点位置 Fig． 9Bonding scheme of carbon fiber sheet and layout of loading points 正式加载前先预施加荷载 10 kN， 使加载系统各 部分之间接触良好并检查各仪表是否正常工作。正 411 式加载时每级荷载 10 kN， 直至试件开裂; 然后每级 荷载 20 kN， 直至受拉钢筋屈服; 最后每级荷载 10 kN， 直至试件破坏。每级荷载持续 10 min。 3. 2试验过程及破坏形态 刚开始加载时， 各个试件的跨中挠度、 钢筋应变 和碳纤维布应变均很小。当外荷载加大至 40 kN 时， 所有构件纯弯段的受拉区出现了第一条裂缝。构件 开裂后， 随着外荷载增大， 构件的跨中挠度、 钢筋应 变和碳纤维布应变的增长速度略微加快。当外荷载 达到 160 kN 时， 试件 B1 的受拉钢筋屈服。由于碳纤 维布的加固作用， 试件 B2 ～ B4 直到 170 kN 时才屈 服， 而加固量最大的试件 B5 的屈服荷载最大， 达到 180 kN。钢筋屈服后， 随着外荷载增大， 试件 B1 的跨 中挠度、 钢筋应变急剧增大， 表现出明显的屈服平 台。加载至 190 kN， 持荷 10 min 之后跨中主裂缝宽 度达 1． 9 mm。根据 GB 501521992混凝土结构试 验方法标准 ， “当受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度 达到 1． 5 mm 时， 认为该构件已达到或超过承载能力 极限状态” ， 据此判断试件 B1 已发生破坏， 见图 10a。 对于试件 B2 ～ B5， 在钢筋屈服后， 截面的拉应力主要 由碳纤维布承担， 因此碳纤维布的应变急剧增大， 而 钢筋的应变未有太大发展。试件 B2 加载至 220 kN 时， 跨中挠度急剧增加， 碳纤维布发出密集的“啪啪” 响声， 持荷10 min 之后跨中主裂缝宽度达1．6 mm， 此 时试件破坏。试件 B3 和 B5 加载至 210 kN， 持荷期 间发生破坏， 试件 B4 加载至 217 kN 时发生破坏。试 件 B3 ～ B5 的宏观试验现象十分相似， 在临近破坏 时， 碳纤维布的面胶开始剥落; 破坏时， 纯弯段裂缝 突然变宽， 跨中挠度急剧增加， 伴随着“啪啪” 的响声 纯弯段中部碳纤维布剥离， 梁顶部混凝土压坏， 见图 10c ～10e。相比之下， 试件 B1 和 B2 破坏时， 受压区 混凝土保持完好。 试件 B2 破坏时碳纤维布尚未失效， 为考察碳纤 维布加固的失效模式， 对其继续加载至 227 kN 时随 着一声巨响， 碳纤维布断裂并导致梁底混凝土保护 层剥落， 底筋外露， 这种剥落几乎覆盖纯弯段全长， 只是由于加载点处 U 形箍的约束才未扩展到剪跨 区， 同时梁顶混凝土被压坏， 见图 10b。试件 B5 破坏 时， 受弯裂缝集中出现区域和相应的混凝土压坏区 域并非纯弯段中部， 而是偏向一侧且该侧加载点处 U 形箍的面胶也发生了剥落， 可能是试件制作误差和 加载设备对中偏差所致， 见图 10e。 试验结束后将试件 B3 ～ B5 剥离的碳纤维布剪 开， 发现破坏发生在地聚物和碳纤维布的粘结界面 上， 见图 11a。这可能是因为碳纤维布粘贴时以及养 护期间遭遇寒流， 低温使得地聚物浆液更加粘稠， 对 碳纤维布的浸渍性能变差， 同时低温使得地聚物粘 结强度增长较为缓慢， 导致粘结界面成为薄弱环节。 值得注意的是， 试件 B5 在地聚物和第 1 层碳纤维布 的粘结界面上发生破坏， 而两层碳纤维布之间粘结 良好， 见图 11b。这主要是因为试件 B5 粘贴了 2 层 纤维布， 相同外荷载作用下其分担的拉力超过了试 件 B3 和 B4， 使得试件 B5 的第 1 层碳纤维布和地聚 物之间粘结界面的剪应力更大， 剥离破坏也就更易 发生。 图 10试件破坏形态 Fig． 10Failure modes of specimens 图 11试件局部破坏 Fig． 11Local failure of specimens 3. 3试验结果分析 3. 3. 1承载能力 表 3 给出了各试件的主要试验结果。从表中可 以看出 1 加固试件 B2 ～ B5 的屈服荷载和破坏荷载均 大于未加固试件 B1。 2 在碳纤维布层数一定的情况下， 采用地聚物 511 加固试件的屈服荷载提高幅度与采用环氧类胶粘剂 加固试件相当; 对于采用地聚物加固试件， 2 层碳纤 维布加固试件对应的屈服荷载提高幅度比 1 层碳纤 维布加固试件偏高 1 倍。 3 采用环氧类胶粘剂加固试件的破坏形态为 碳纤维布拉断， 充分发挥了碳纤维布的高强特点， 因 而破坏荷载最大。采用地聚物加固试件的破坏形态 均为碳纤维布剥离， 即在碳纤维布拉断之前， 地聚物 和碳纤维布的粘结界面提前发生了破坏， 使得破坏 荷载有所降低。这一方面由于地聚物的常温粘结性 能较环氧类胶粘剂差， 另一方面则因为地聚物浆液 对碳纤维布的浸渍程度不够理想导致二者粘结界面 有所弱化。但即便如此， 试件 B4 的破坏荷载与试件 B2 只相差 1. 4， 表明采用地聚物粘贴碳纤维布仍 具有良好的加固效果。 4 试件 B5 的破坏荷载与试件 B3 相同， 表明地 聚物与碳纤维布之间的粘结界面是薄弱环节， 单纯 增加碳纤维布层数对提高碳纤维布加固梁的承载力 影响不大。 表 3主要试验结果 Table 3Main test results 试件 编号 屈服点破坏点 屈服荷载/ kN 增幅/ 破坏荷载/ kN 增幅/ 破坏形态 B1160190适筋梁破坏 B21706. 322015. 8纤维布拉断 B31706. 321010. 5纤维布剥离 B41706. 321714. 2纤维布剥离 B518012. 521010. 5纤维布剥离 3. 3. 2挠度和应变 图 12 为各试件的荷载- 跨中挠度曲线， 图 13 和 图 14 分别为荷载- 梁跨中受拉钢筋表面和最外层碳 纤维布表面的应变曲线。从图中可以看出 图 12荷载- 跨中挠度曲线 Fig． 12Curves of load- mid- span deflection 1 开裂之前所有试件的荷载- 跨中挠度曲线几 乎重合; 开裂时加固构件的跨中挠度平均值为未加 图 13荷载- 钢筋应变曲线 Fig． 13Curves of load- strain of rebar 图 14荷载- 碳纤维布应变曲线 Fig． 14Curves of load- strain of carbon fiber sheet 固构件的 95; 开裂之后随着外荷载增大， 加固试件 竖向刚度增大; 至试件 B1 屈服前， 外荷载为 150 kN 时， 加固试件的跨中挠度平均值为未加固试件的 89， 其中 2 层碳纤维布加固试件的跨中挠度最小， 说明碳纤维布对混凝土裂缝的约束作用可稍许提高 混凝土梁的开裂后刚度。 2 未加固试件的破坏挠度明显大于加固试件; 由于地聚物与碳纤维布的粘结界面弱于环氧类胶粘 剂与碳纤维布的粘结界面， 环氧类胶粘剂加固试件 的破坏挠度又大于地聚物加固试件。表 4 给出了各 试件的位移延性系数 μ μ 破坏挠度/屈服挠度 ， 其变化趋势与破坏挠度相同， 其中环氧类胶粘剂加 固试件的位移延性系数相比于未加固试件降低了 14. 3， 地聚物加固试件的位移延性系数则平均降 低了约 30. 0。 表 4试件位移延性系数 Table 4Ductility of specimens 试件编号屈服挠度/mm破坏挠度/mm位移延性系数 B19. 1627. 573. 01 B28. 2721. 332. 58 B38. 2518. 022. 18 B48. 6818. 202. 10 B58. 3116. 882. 03 611 3 开裂之前所有试件的荷载- 钢筋应变曲线几 乎重合; 开裂之后由于碳纤维布对截面拉力的分担 作用， 相同荷载作用下加固试件的钢筋应变略小于 未加固试件， 且 2 层碳纤维布加固试件的钢筋应变 最小; 钢筋屈服之后， 未加固试件的钢筋应变急剧增 大直至试件破坏， 加固试件的钢筋应变则直至试件 破坏也发展有限， 仅为未加固试件极限钢筋应变的 50左右， 得益于碳纤维布的加固作用。 4 由于破坏形态不同， 环氧类胶粘剂加固试件 B2 破坏时的碳纤维布应变超过 0． 009， 是地聚物单 层碳纤维布加固试件 B3、 B4 的 1． 8 倍， 地聚物双层 碳纤维布加固试件 B5 的 3 倍; 相同荷载作用下， 2 层 碳纤维布加固试件 B5 的碳纤维布应变仅为单层碳 纤维布加固试件 B3 和 B4 的一半左右， 因此， 要充分 发挥 2 层碳纤维布的作用， 地聚物与碳纤维布之间 的粘结性能以及地聚物浆液对碳纤维布的浸渍程度 都有待进一步改进提升， 在此之前建议碳纤维布以 单层为宜。 4结论 1 地聚物的拉伸剪切强度在 20 ～ 120 ℃ 范围 内基本保持稳定， 120 ℃时环氧类胶粘剂的平均拉伸 剪切强度仅为地聚物的 32。 2 在碳纤维布- 水泥砂浆试块的界面剪切试验 中， 随温度升高采用环氧类胶粘剂试样的破坏模式 逐渐由水泥砂浆表层剥落转变为胶层剪切破坏， 采 用地聚物试样的破坏模式则全部为碳纤维布内部剥 离; 20 ～160 ℃范围内采用地聚物试样的破坏拉力变 化不大， 160 ℃时采用环氧类胶粘剂试样的平均破坏 拉力仅为采用地聚物试样的 21。 3 常温下采用地聚物粘贴碳纤维布加固混凝 土梁试件的破坏形态虽然与采用环氧类胶粘剂的加 固梁有所不同， 但在单层碳纤维布加固情况下， 二者 的破坏荷载却较为接近， 表明采用地聚物粘贴碳纤 维布仍可取得良好的加固效果。 4 采用地聚物的碳纤维布加固混凝土梁的位 移延性系数相比于未加固梁平均降低约 30。 参考文献 ［ 1］ 吴波，万志军． 碳纤维布及胶粘剂的高温强度研究 ［ C］/ / 第三届全国钢结构防火及防腐技术研讨会暨 第一届全国结构抗火学术交流会论文集． 北京 中 国建筑学会结构抗火专业委员会， 2005 386- 393． ［ 2］ 吴波，林忠明． 具有端部约束的碳纤维布加固混凝 土梁耐火性能试验研究［ J］ ． 建筑结构学报，2009， 30 6 34-43．WUBo， LINZhongming． Experimental study on fire perance of restrained reinforced concrete beams strengthened with carbon fiber sheets［J］ ． Journal of Building Structure，2009， 30 6 34-43． in Chinese ［ 3］ 王旻，覃维祖． 化学激发胶凝材料用于 CFRP 加固 混凝土柱的研究［ J］ ． 施工技术，2007，36 3 73- 75． WangMin， QinWeizu．StudyonCFRP strengtheningconcretestructureswithachemical activatingcementitiousmaterial［ J］ ．Construction Technology， 2007， 36 3 73- 75． in Chinese ［ 4］ 陈忠范，万黎黎，李建龙， 等． 无机胶粘贴纤维布加 固钢筋混凝土梁高温性能试验研究［ J］ ． 四川建筑 科学研究，2007，33 增 刊 163- 169． Cheng Zhongfan，Wan Lili，Li Jianlong，et al． Experiment study on behaviors of RC beams strengthened with inorganic adhesive sticked FRP sheets at elevated temperature［J］ ． Sichuan Building Science，2007，33 Suppl． 163- 169． in Chinese ［ 5］ 郑文忠，陈伟宏，徐威， 等． 用碱激发矿渣耐高温无 机胶在混凝土表面粘贴碳纤维布试验研究［J］ ． 建 筑结 构 学 报，2009，30 4 138- 144． ZHENG Wenzhong， CHENWeihong， XUWei， etal． Experimental research on alkali- activated slag high temperature resistant inorganic adhesive pasting CFRP sheets on surface of concrete［J］ ． Journal of Building Structure， 2009， 30 4 138- 144． in Chinese ［ 6］ 陆新征． FRP- 混凝土界面行为研究［D］ ． 北京清 华大学，20049． Lu Xinzheng． Studies on FRP- concrete interface［D］ ． BeijingTsinghua University， 2004 9． in Chinese ［ 7］ 徐福泉． 碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究 ［ D］ ． 北京中国建筑科学研究院，200124- 25． Xu Fuquan． Research on static behavior of reinforced concrete beams strengthened by carbon fiber sheets ［ D］ ． BeijingChina Academy of Building Research， 2001 24- 25． in Chinese ［ 8］ Melo A A，Cincotto M A，Repette W．Drying and autogenousshrinkageofpastesandmortarswith activatedslagcement［ J］ ．CementandConcrete Research， 2008， 38 4 565- 574． ［ 9］ Bakharev T， Sanjayan J G， Cheng Y B．Alkali activation of Australian slag cements［J］ ． Cement and Concrete Research， 1999， 29 1 113- 120． ［ 10］ Atis C D，Bilim C，Celik O，et al．Influence of activator on the strength and drying shrinkage of alkali- activated slag mortar［J］ ．Construction and Building Materials， 2009， 23 1 548- 555． ［ 11］ 房帅． 采用偏高岭土基地聚物粘贴碳纤维布加固混 凝土梁的试验研究［D］ ． 广州华南理工大学， 201013- 31． Fang Shuai． Experimental research on concrete beams strengthened with carbon fiber sheet using metakaolin- based geopolymer［D］ ． Guangzhou 711 South China University of Technology，201013- 31． in Chinese ［ 12］ 唐燕超，成岳，简勇． 高岭土制备土聚水泥的试验 研究［J］ ．水 泥，2005，32 12 7- 10． Tang Yanchao，Cheng Yue，Jian Yong．Study on using kaolinite to produce geopolymeric cement［ J］ ． Cement， 2005， 32 12 7- 10． in Chinese ［ 13］ 吴波． 火灾后钢筋混凝土结构的力学性能［M］ ． 北 京科学出版社，200355- 57． Wu Bo． Mechanical properties of reinforced concrete structures after fire ［M］ ．BeijingScience Press，200355- 57． in Chinese ［ 14］ Davidovits J．Geopolymers inorganic polymeric new materials［ J］ ． Journal of Thermal Analysis，1991，37 8 1633- 1656． ［ 15］ 张云升． 高性能地聚合物混凝土结构形成机理及其 性能研究［D］ ． 南京东南大学，2003148- 149． ZhangYunsheng．Studyonstructuralation mechanismandperanceofhighperance geopolymerconcrete［ D］ ．NanjingSoutheast University， 2003 148- 149． in Chinese ［ 16］ Wu Z S，Niu H D． Study on debonding failure load of RC beams strengthened with FRP sheets［ J］ ． Journal of Structural Engineering， 2000， 46 3 1431- 1441． 811