冻融循环下 CFRP 高性能混凝土的粘结性能.pdf

第 3 7卷第 2期 2 0 1 5年 4月 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l ，Ar c h i t e c t u r a l& En v i r o n me n t a l En g i n e e r i n g V o 1 ． 3 7 No ． 2 Apr ．2 015 d o i ： 1 0 ． 1 1 8 3 5 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 4 — 4 7 6 4 ． 2 0 1 5 ． 0 2 ． 0 1 4 冻融循环下 C F R P一 高性能混凝土的粘结性能 王 玉田 ， 姜福香 ， 赵铁 军 ， 张 凯 ， 殷彦 波 ( 青 岛理 工大学 a ．蓝 色经济 区工程建设与安全协 同创新 q - 心 ； b ．土木 工程 学院， 山东青 岛 2 6 6 0 3 3 ) 摘 要 ： 通 过双 面剪切 试 验 ， 研 究 了冻融环 境 下 C F RP 一 高性 能混 凝 土界 面粘 结性 能的发展 规 律 。对 比分析 了未经 冻融和 经 历 2 5 、 5 0 、 1 0 0 、 1 5 0 、 2 0 0及 3 0 0次 冻 融循 环 作 用试 件 的破 坏 特征 、 剪 应 变 分 布、 荷载滑移曲线、 粘结承载力以及 粘结破坏机理 。结果表 明， 所有试件 的界面破坏均发生在 混凝 土表 层 内 ， 但 随着 冻融循 环 次数 的增 加 ， 破 坏界 面有 向胶 层 发 展 的趋 势 ； 经 受冻 融循 环 次 数 较 少 时 ( 2 5 、 5 0次) ， 界 面的粘 结强度 、 刚度及 开 裂荷载 的 变化 不 明显 ， 甚至 略微 提 高 ； 但 随 着 冻 融循 环 次数 的进 一 步增加 ， 界 面粘结 性 能有 明显 的 变化 ， 界 面粘 结 强度 、 端部 滑 移 量减 小 ， 刚度 退化 ， 初 始 开 裂 荷 载水 平 降低 ， 非线性 特征 增 强 。粘 结极 限 承 载 力与 混 凝 土 立方 体 抗压 强度 均 随 冻融循 环 次数 的 增 长存在 先提 高后 下降 的趋势 ， 混凝 土 强度 变化是 界 面粘 结性 能 变化 的 最重要 因素 。 关键 词 ： 碳 纤维增 强复 合材 料 ( C F R P ) ； 高性 能混凝 土 ； 冻融循 环 ； 粘 结性 能 ； 耐 久性 中 图分类 号 ： T U5 2 8 ．5 7 2 文 献标 志码 ： A 文章 编 号 ： 1 6 7 4 — 4 7 6 4 ( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 0 8 5 — 0 7 Bo n d p r o p e r t i e s o f CFRP— hi g h p e r f o r ma nc e c o n c r e t e s u b j e c t e d t o f r e e z e 。 t h a w c y c l e s Wa n g Y u t i a n ～， d i a n g F u x i a n g 。 ～， Z h a o T i e j u n ， Zh a n g Ka i ， Y i n Y a n b o ( a ． C o o p e r a t i v e I n n o v a t i o n Ce n t e r o f En g i n e e r i n g Co n s t r u c t i o n a n d S a f e t y i n S h a n d o n g Bl u e Ec o n o mi c Z o n e ： b ．S c h o o l o f Ci v i l E n g i n e e r i n g ， Qi n g d a o Te c h n o l o g i c a l Un i v e r s i t y， Qi n g d a o 2 6 6 0 3 3 ， S h a n d o n g ， P ．R．Ch i n a ) Ab s t r a c t ： By a do pt i n g d ou bl e s he a r t e s t ， t he d e ve l o pi n g l a w o f i nt e r f a c e bo n di n g p r o p e r t i e s b e t we e n CFRP a n d hi gh p e r f o r m a nc e c o nc r e t e e xp os e d t o f r e e z e — t ha w e nv i r o nme n t wa s s t u di e d．The da m a g e c ha r a c t e r i s t i c s ， s he a r s t r a i n d i s t r i but i o n，t he p a t hs of t h e l oa d — s l i p c ur v e s ，a dh e s i ve c a p a c i t y a nd f a i l ur e me c ha ni s m s o f s pe c i me n s wi t ho u t f r e e z e — t ha w da ma g e a nd wi t h 2 5， 5 0， 1 0 0， 1 5 0， 2 0 0 a nd 3 00 t i m e s f r e e z e — t ha w c y c l e e f f e c t we r e c o mp a r e d a n d a na l y z e d． The r e s ul t s s h o w e d t ha t i n t e r f a c e d a m a ge oc c u r r e d wi t hi n t he c o nc r e t e s u r f a c e l a y e r f o r a l l o f t he s pe c i me n s， bu t wi t h t he i n c r e a s e o f f r e e z e — t h a w c y c l e s ， de s t r oy e d i n t e r f a c e h a d t h e t e nde nc y t o t he a d he s i v e r e s i ns l a y e r ．Sub e c t e d t o l e s s f r e e z e — t h a w c yc l e s s u c h a s 2 5 t i me s a n d 5 0 t i m e s ， t h e i n t e r f a c e bo n d s t r e n gt h， r i gi di t y a nd c r a c ki n g l o a d d i d not c h a ng e ob vi ou s l y， e ve n s l i g ht l y e l e v a t e d b ut wi t h t h e f u r t he r i nc r e a s e o f f r e e z e ～ t h a w c y c l e s， i n t e r f a c e bo nd p r op e r t i e s c h a n ge d ob v i ou s l y ． 收 稿 日期 ： 2 0 1 4 - 0 8 — 0 6 基 金项 目： 国家重点 国际合作项 目( 5 1 4 2 0 1 0 5 0 1 5 ) ； 青 岛市基础研究一 联合基金计划项 目( 1 3 1 4 — 1 1 5 一 j c h ) 作 者简介 ： 王玉 田( 1 9 7 2 一 ) ， 男 ， 博士 ( 后 ) ， 高 级 实验 师 ， 主要 从 事结 构 检测 评 估 与加 固技 术 研 究 ， ( E — ma i l ) wy t — wk l @ 1 6 3 ．c o rn 。 Re c e i v e d： 201 4 一 O8 一 O6 F o u n d a t i o n i t e m： Ke y P r o j e c t o f I n t e r n a t i o n a l C o o p e r a t i o n f r o m Na t i o n a l S c i e n c e F o u n d a t i o n o f Ch i n a ( No ． 5 1 4 2 0 1 0 5 0 1 5 ) ； J o i n t B a s i c Re s e a r c h Pr o j e c t F u n d Pl a n o f Qi n g d a o ( No ． 1 3 — 1 — 4 — 1 1 5 一 j c h ) Au t h o r b r i e f ： W a n g Yu t i a n ( 1 9 7 2 一) ，P h D， s e n i o r e x p e r i me n t a l i s t ，ma i n r e s e a r c h i n t e r e s t s ： s t r u c t u r a l t e s t i n g e v a l u a t i o n a n d r e i n f o r c e me n t t e c h n o l o g y ， ( E — ma i l ) wy t — wk l @ 1 6 3 ． c o rn． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 6 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 7 卷 I n t e r f a c i a l b on d s t r e ng t h a n d s l i pp a g e i n t h e e n d o f CFRP de c r e a s e d The r i g i di t y d e g e n e r a t i o n a nd no nl i n e a r c ha r a c t e r i s t i c s we r e o bv i ous a n dt he i ni t i a l c r a c ki n g l o a d wa s l o w e r e d ．The u l t i ma t e be a r i ng c a pa c i t y a n d t h e c o nc r e t e c u be c o m p r e s s i v e s t r e ng t h bo t h d e c l i ne d a f t e r i n c r e a s i ng wi t h t he g r owt h o f t he nu m b e r o f f r e e z e — t h a w c y c l e s ．The c ha ng e of c o nc r e t e s t r e ngt h wa s a n i m p o r t a nt f a c t o r f o r t he c ha n ge s o f i nt e r f a c i a l bo nd pr o p e r t i e s ． Ke y wo r d s ： c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d c o mp o s i t e s( CF RP) ；h i g h p e r f o r ma n c e c o n c r e t e ；f r e e z e — t h a w c y c l e d ； i n t e r r a c i a l bo n d pr o pe r t i e s ；d ur a b i l i t y 近年来 ， 纤维增强 聚合物 ( C a r b o n F i b e r R e i n — f o r c e d P o l y me r ， 简 称 C F RP ) 在 混 凝 土 结 构 的 加 固 和改造 工程 中得 到 了 越来 越 广 泛 的应 用 J 。C F R P 与混凝土的粘结界面对传递有效应力、 保证加 固结 构 的完 整 性 和可 靠 性 起 到 重 要 的 作 用L 2 j 。有 关 统 计 表 明 ， F RP加 固混凝 土梁 的破 坏 约有 6 3 是 由于 F R P与混凝 土界 面 粘 结 失效 造 成 的 j 。然 而 ， 实 际 加 固工程结 构 常处 于 恶 劣 的环 境 下 ， 粘 结 界 面 的长 期性能受到威胁 ， 从而影响加 固结构 的可靠性。在 寒冷地 区， 冻融破坏是普遍存在的混凝土结构病害 ， C F R P加 固混凝 土 结构也 不 可 避免 地 受 到冻 融 循 环 作用 的影 响 ， 导 致其 耐久性 劣化 进程 加快 。 对外 贴 F R P加 固混凝 土结 构耐 久 性 的研 究 开 始于 2 0 世纪 9 0年代初 ， 但迄今为止针对其在冻融 坏境 下粘 结破 坏机 理 的研 究 仍 不 够充 分 ] 。B i s b y 等l 6 研 究 了 3类 C F R P一 混凝 土界 面 的抗 冻性 能 ， 发 现 2 0 0次 或 3 0 0次 冻融循 环作 用对 界 面性 能没 有 太 大的影响。Ah ma d等[ 7 的研 究则表 明冻融循 环作 用大大降低了试件的承载能力 。中国在这方面的研 究 相对较 晚 ， 文 献 [ 1 0 — 1 2 3 等 的研 究 发 现 ， 冻 融 循 环 作 用对 界 面 粘 结 有 不 利 影 响 。王 苏 岩 _ 1 的研 究 则 发 现 ， 经 受过 冻 融循 环 作 用 后 的 C F RP与 高 强 混 凝 土的粘结 强 度有 一 定 的增 长 。可 见 ， 有 关 冻 融 循 环 作 用对 C F R P一 混 凝 土 界 面 粘结 性 能影 响 的研 究 结 论存在分歧 ， 而对于高性能混凝土的相关研究很少。 这 势必 在一定 程度 上 制约 C F R P材 料在 寒冷 地 区高 性 能混凝 土 结构 中 的推广应 用 。 笔 者利 用双 面 剪 切试 验 ， 重 点研 究 冻 融 循 环 作 用对 C F R P与高性能混凝土界面粘结性能 的影响 。 通过分 析粘 结 区 C F R P的应 变 、 加 载 端 的端 部 粘 结 滑移 、 极 限粘结 承载力 发展 规律 ， 研究 冻 融循 环 下碳 纤维 与高性 能混 凝 土界面 粘结 的耐 久性 退化 规 律 和 机理 。 1 试验方案 1 ． 1 试 验材 料 试 验 所用混 凝 土为双 掺粉 煤灰 和 矿粉 的高 性 能 混凝土 ， 设计 强度 等级 为 C 5 0 。原 材料 包括 P ． O 4 2 ． 5级普通 硅 酸盐 水 泥 ， Ⅱ级 粉 煤 灰 ， $ 9 5级 矿 粉 ， 粒 径 5 ～ 2 5 mm 连续 级 配 的碎 石作 为粗 骨 料 ， 青 岛 大 沽河河 砂作 为 细骨 料 ( 最 大粒 径 5 mm， 细度 模 数 2 ． 4 ， 中砂 ) ， 搅 拌 水 为 普 通 自来 水 。另 外 ， 还 使 用 了 减 水率 为 2 5 的 HS C — A 型聚 羧酸 高 效 减水 剂 。具 体 配合 比见 表 1 。 表 1混凝土配合 比及抗压强度 Ta b l e 1 Co m po s i t i o n o f t h e c o nc r e t e a nd t h e c o m p r e s s i ve s t r e ng t h 试验 采 用上 海优 士 康化 工 有 限公 司生 产 的 Y C - 1 9 0 — 3 0 0 g单向 C F R P片材 ， 实测抗拉强度为 3 3 5 6 MP a ， 弹性模 量 2 ． 1 6 1 0 MP a ， 伸长率 1 ． 6 2 ， 名 义厚度 0 ． 1 6 7 mm。浸 渍胶 为 该 厂生 产 的 YC 1 8 9 一 A 胶 ( 由 甲、 乙两组 份 按 2 ： 1质 量 比混 合而 成 ) 。抗 拉 强度 4 0 MP a ， 弹性模 量 2 5 0 0 MP a ， 伸长 率 1 ． 5 9 ／ 6 。 1 ． 2试件 设计 混凝土立方体抗压强度采用 1 0 0 m mX 1 0 0 r n mX 1 0 0 mm试件 。粘结性能采用双面剪切试件 ， 混 凝 土 的试 件 尺 寸 为 1 0 0 mm 1 0 0 mm 1 5 O mm， C F R P布 总 长度 为 5 4 0 mm， 宽 度 为 5 0 mm， 粘 结 区 的长 度为 1 0 0 mm， 加 载端 边界 上 留有 3 0 mm 的 非 粘结 区 。将 C F R P布 按 U 型粘 贴 在 混凝 土试 件 的 两个 相对 侧 面上 ， 粘 贴层 数为 一层 ， 如 图 1所 示 。碳 纤维布的具体粘贴方法按《 碳纤维 片材加 固修复混 凝土结构技术规 程》 ( C E C S 1 4 6 ：2 0 0 3 ) 的要 求进 行。立方体试件和粘结试件每组均为 3个试件 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 王 玉田 ， 等 ： 冻融循 环 下 CFRP一 高性 能混凝 土 的粘 结性 能 8 9 已有 研究 表 明[ 1 1 , 1 3 , 1 8 ] ， 混 凝 土 强 度 越 高 ， C F RP 与混凝土之间的粘结强度也越高 。图 6所示为冻融 循环作用下混凝土立方体抗压强度与界面粘结承载 力下降百分比。可见 ， 两者的变化规律类似 ， 但前者 比后 者 的变化 幅度 大 。分析 原 因 ， 冻 融循 环 初期 ， 粘 结承载力的提高 ， 主要是 由此阶段 二次水化引起 的 混凝 土强 度 提 高决 定 的 。但 由 于胶 层 的包 裹 作 用 ， 一 定 程度 上 阻止 了水 泥 的二 次水 化 ， 所 以 ， 此 阶段 粘 结承载力提高的幅度低于表面裸露混凝土强度 的提 高的幅度 ， 且粘结 承载力最大峰值出现的时间较晚 ( 冻融 循环 5 0次 ) 。随着冻融 循 环次 数 的增 加 ， 混 凝 土强度进入下降段 。同时， 冻融循环作用会扩大胶 层表面初始的微 缺陷， 由于 C F R P与混凝土的热膨 胀 系数差 别较 大 _ 】 ， 温 度 在 升 降过 程 中胶 层 与 混 凝 土会产生周期性 的温度应力 ， 降低其与混凝土的粘 结效 果 ， 当达 到一定 程 度 即表现 为粘 结 强 度 的降低 。 但 由于胶 层 对混 凝 土 的保 护 作用 ， 界 面 层 受 冻 融 作 用 的损伤 程 度也 低 于 表 面 裸 露 的混 凝 土 ， 即界 面 粘 结承载力下降的百分 比小于相同循环次数下立方体 抗压 强度 下 降 的百分 比。 2 ． 3 C F R P的应变 分布 图 7和 图 8分别 给 出了未 经受 冻融 损 伤 的试 件 和经受不同次数冻融循环作用 的 C F R P应变分布情 况 ， 应变 曲线 的斜 率 反 映 了相 应 阶段 界 面 应 变 发 展 的速率 。 6 5 交4 3 l 3 2 1 距加载端距离／ m m ( 1 )冻融循环2 5 次 注 ： 一4k N一8 k N— 一 1 2 k N—l 6 k N +1 8 ． 3 7 k N+1 7 ． 7 3 k N— 一1 7 ．5 5 k N —I 7 -3 7 k N一1 8 ． 1 3 k N 6 5 意4 营 s 旨2 1 距加载端距离／ ra m ( 4)冻融循环 1 5 0 次 注 ： + 4 k N+ 8 k N— 一 1 2 k N一 1 6 k N 十l 6 ．4 6 k N一1 6 ． 7 3 k N+l 7 ．O 9 k N 6 5 交4 s l3 2 l 丑 世 一 一 ／ _ ． - p 一 ，／ 0 o 1 5 0 2 0 0 2 5 0 3 0 0 ． ＼ ，—- ／ 冻融循 环次数 Ⅳ ／ 次 注： +立方体抗压强度 +界面粘结承载力 图6立方体抗压强度与界面粘结承载力下降百分 比对 比图 Fi g ．6 Co mp a r i s o n c ha r t o f c ub e c o mpr e s s i v e s t r e n gt h a nd i nt e r f a c e b o nd i n g s t r e n g t h d e c r e a s e d pe r c e nt a g e 謇 6o00一 距加载端距离／ ra m 注 ：+4 k N +8 k N— 一 1 2 k N_ t - 1 6 k N +l 7 ．2 7 k N 十l 7 ． 5 3 k N +l 7 ．2 8 k N — 一 1 7 - 3 3 k N +1 6 ．8 4 k N 图 7 对 比试 件 C F R P应变分布 Fi g ． 7 S t r a i n d i s t r i bu t i on o f CFRP i n c o n t r a s t s pe c i m e n O 2 O 40 6 O 8 O l 【 ) 【 ) 距加载端距离／ m m ( 2)冻融循环5 O 次 注 ： 一4 k N— 一 8 k N— 一l 2 k N一1 6 k N +1 8 37 k N+1 8 ． 2 9 k N一1 8 ．0 9 k N 一1 7 ．6 4 k N一1 6 ． 9 5 k N 交4 3 b 2 1 距 加载端距 离／ ra m ( 5)冻融循 环2 0 0 次 注 ： 一4 k N一8 k N— 一 1 2 k N- - , -1 6 k N +1 6 ． 4 4 k N- * - 1 6 ．8 4 k N+1 6 -8 O k N 距加载端距离／ ra m ( 3 ) 冻融循环1 0 O 次 注 ： 一4 k N一8 k N+1 2 k N—l 6 k N +l 7 -3 8 k N+1 7 ． 5 2 k N—l 7 ． 9 8 k N 一1 8． O3 k N 一1 7． 7 3 kN 6 5 4 3 色2 1 距 加载端距离／ ra m ( 6)冻融循环3 0 0 次 注 ： 一4 k N+8 k N一1 l 5 8 k N+1 3 ． 7 6 k N 十l 4 ．O 6 k N+1 4 ． 4 1 k N+1 4 ．8 3 k N 图 8不 同冻 融 循 环 次 数 下 CF RP应 变 分 布 Fi g． 8 St r a i n di s t r i b ut i o n o f CFRP u nde r d i f f e r e nt f r e e z e - t h a w c y c l e s ∞ ∞ ∞ 加 m 5 O m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 9 0 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第3 7 卷 由 图可见 ， 各 个 试 件沿 粘 结 长度 上 的 C F R P应 变分 布及 发展 规 律 大 致 相 同 。在 加 载初 始 阶段 ， 与 加 载端较 近部 位 的 C F R P拉应 变 较 大 ， 距 加 载 端 较 远处 C F RP拉应变较小 ， 荷载为 4 k N时传递长度均 约为 3 0 mm。这是 因 为此 时 荷 载 较小 ， 只需 距 加 载 端 较近局 部 区域 内粘结界 面 的剪应 力 合力 与之 达 到 平 衡 。应 变分 布 呈 明显 的下 凹型 曲线 ， 应 变 发 展 较 慢 。随着 荷 载的增 加 ， 应变 逐 渐 向距 加 载 端 较 远 处 的 自由端 传递 ， 应 变分布 曲线 的下 凹趋 势逐 渐 减 弱 ， 加载端应变值 的增长速度 明显加快。从图 5和图 6 中均可 看 出 ， 距加 载 端 最 近 的两 个 测 点 之 间应 变 的 斜 率 随荷 载 的增大 先增 大后 减小 ， 斜率 达 到最 大 时 ， 表 明加 载端 的剪应 力达 到峰值 ， 裂缝 开始 出现 ， 裂 缝 处 C F RP与 混 凝 土 的有 效 粘 结 被破 坏 ， C F R P将 拉 力传向了未破坏的粘结界面 ， 此时 ， 界面的粘结滑移 开始加快。荷载再继续增大 ， 应 变分 布曲线开始 向 上凸 ， 剪 应力 的分 布也越 来越 均匀 ， 应 力 由加 载端 快 速 向 自由端传 递 。最 终 ， C F R P 与 混 凝 土 之 间 发 生 一 次性 剥离 破坏 。 同时 ， 通 过对 比图 7和 图 8还 可 以发 现 ， 在加 载 早期 ( 见 图 中 4 ～ 1 2 k N 曲线 ) ， 随着 冻融循 环 次数 的 增加 ， C F R P应 变更早 地 向 自由端 发 展 ， 这 说 明冻 融 循 环作 用对 C F R P 一 混 凝土 的粘结 界 面产生 了不 利 的 影响 ， 降低 了粘结 界面 的抗剪 能力 ； 而 最终 界 面剥 离 时的应 变发展 ( 见 图 中第 一测 点 的应变 最 大值 ) 则 有 逐渐降低的趋势， 这主要是 由冻融循 环对粘结 面的 破坏 导致 界面承 载能 力 的降低造 成 的 。 2 ． 4荷载～ 端部 滑移 曲线 图 9所示 为典型的荷载一 端部 滑移关 系曲线。 可 以看 出 ， 在加 载初 期 ， 各 曲线 基 本 重 合 ， 但 随着 荷 载的增加 ， 不同次数冻融循环下荷载一 滑移 曲线的发 展规 律存 在 明显 的差 异 。 20 1 8 1 6 1 4 堇1 2 罐 l O 柱8 6 4 2 0 50 1 0 0 1 50 20 0 2 50 3 0 0 3 5 0 4 00 端部 滑移／ g m 图 9荷 载一 端 部 滑 移 曲线 Fi g ． 9 Cur v e s f o r t h e l o a d - e n d s l i p 经受冻融次数较少( 对 比试件 、 冻融 2 5次以及 冻融 5 O次) 的试件 ， 界面发生很小 的滑移后荷 载就 达到了极 限荷载的 9 o 左右 ， 这与文献[ 1 3 3 关 于高 强混 混凝 土 的试 验 结 果 类 似 。此 阶段 荷 载 一 滑 移 曲 线 近似呈 线性 变化 ， 由此 可 知 ， C F R P 一 混 凝 土 界 面 的 剪切 应变 与剪 切 应 力 呈 线 性 变化 ， 界 面 一 直处 于 弹 性状态 。当荷载增加到某一临界值时， 曲线上出现一 个 明显 的拐点 ( 图 9中圆圈所 示 ) ， 表 明界 面上 出现 初 始裂缝 ， 粘结 面发 生剥 离 ， 所对 应 的荷 载 为初 始 开 裂 荷载 。之后滑 移量 迅 速增 大 ， 荷载 则 增 加很 少 ， 甚 至 略有下 降 ， 直到界 面完 全破 坏 。另外 ， 冻 融 2 5次和 冻 融 5 O次试件的开裂荷载 比对比试件有所提高 ， 分别 提 高了 1 6 和 1 4 ， 对 刚度的影 响则 不明显 。 经 受 1 0 0次 以上 冻 融循 环 的试 件 ， 当荷 载 增 加 到 3 O ～5 O 时 ， 试 件 的端 部 滑移 开始 逐 渐 大 于对 比试件 ， 刚度 明显 弱化 ， 并逐 渐表 现 出 明显 的非 线性 特征 。与之前 的试 件 相 比 ， 荷载一 滑 移 曲线 的形 状 发 生 了明显 的变 化 。在 较 低 的荷 载 水 平 下 ( 约 为 极 限 荷 载 的 6 O 左 右 ) ， 曲线 就 出现 了 明显 的转折 点 ， 即 出现初始裂缝 ， 界面开始发生剥离 。这 与文献 [ 1 1 ] 和[ 1 3 ] 所得普通混凝土的分析结果类 似， 实际上， 由 混 凝 土抗压 强 度 试 验 结 果 ( 见 表 2 ) 可 知 ， 此 时 混凝 土强度 已降至普通混凝土的水平。随冻融次数 的增 加 ， 破 坏时 的极 限荷 载 和初 始 开 裂 荷 载 均 有 逐 渐 降 低 的趋 势 。但发 生剥 离后 ， 随着 滑移 量 的增 加 ， 荷 载 仍 有较 大 幅度 的增长 。 另外 ， 试 验 结果 还 表 明 ， 随着 冻 融 次 数 的增 加 ， 达到破坏时， 试件 的端部最大滑移量总体上呈逐渐 降低的趋势， 如冻融 3 0 0次后 降低 了 2 5 左右 ， 这 说明冻融循 环使 C F R P 一 混凝 土粘结界面 的脆 性增 高 ， 变 形能 力 降低 。 3 结 论 1 ) 由于水 泥二 次 水 化 和 冻 融 损 伤 的双 重 作 用 ， 随冻 融循 环次 数 的增 加 ， 高性 能 混 凝 土 立 方 体 抗 压 强度 经历 先增 长 后下 降 的变 化 过 程 。经历 2 5次 冻 融循环后 ， 混凝土抗压强度总体呈线性下降的趋势 。 2 ) 各冻融循 环次数下 ， C F R P 一 高性能混凝土界 面破 坏均 发生 在粘 结界 面下 的混凝 土 表层 内 。且 随 着冻融循环次数的增 加， 破坏界面有 向胶层发展 的 趋势 。 3 ) 剪 应力 沿粘 结长度 的分 布规 律 及端 部 滑移 情 况 受冻融 循环 作用 影 响明显 。剪应 变 分 布和 端部 粘 结一 滑移 共 同反 映 出 冻 融循 环 对 C F R P 一 高性 能 混 凝 土界 面 刚度及 强度 的损 伤规 律 。 4 ) C F R P 一 混凝 土界 面粘 结极 限 承 载力 随冻 融 循 环 次数 的变化 与 混 凝 土 抗压 强 度 的变 化 规 律 类 似 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2 期 王 玉田 ， 等 ： 冻融循 环 下 C F RP一 高性 能混凝 土 的粘 结性 能 说 明混凝 土 强 度 变化 是 粘 结 强 度 变 化 的重 要 因素 ， 而其变化滞后及其变化幅度较小则是受胶层 的作用 影 响 。 参 考文 献 ： [1 ]张鹏 ， 蒙文流 ， 唐小林 ， 等．碳纤 维加 固修 复混凝土结 构 的研究与应用 E J ] ．新 型建筑材料 ， 2 0 0 5 ， 3 2 ( 2 ) ： 9 - 1 4 ． Zha n g P，M e n g W L， Ta ng X L，e t a 1 ． Re s e a r c h a nd a pp l i c a t i on o f c a r b o n f i b e r r e i n f or c e me n t a n d r e p a i r o f c o n c r e t e s t r u c t u r e s[ J ] ．Ne w B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 2 0 0 5 ， 3 2 ( 2 ) ： 9 - 1 4 ． ( i n Ch i n e s e ) [2]陈华 ， 张鹏 ， 康侃 ， 等．C F R P板与混 凝土 间粘结性 能试 验E J ] ．桂林理工大学学 报 ， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 1 ) ： 6 6 — 7 0 ． Che n H ，Zha n g P，Ka n g K ，e t a 1 ． Ex pe r i me n t o f d e l a mi n a t i o n o f C F R P p l a t e s b o n d e d t o c o n c r e t e[ J ] ． J o u r n a l o f Gu i l i n Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y， 2 0 1 0， 3 0 ( 1 ) ： 6 6 - 7 0 ． ( i n Ch i n e s e ) [3] Ya o J ， T e n g J G， C h e n J F， E x p e r i me n t a l s t u d y o n F RP t o c o n c r e t e b o n d e d j o i n t s [ J ] ． C o mp o s i t e s P a r t B： Engi n ee r i ng， 2 005， 36( 2 )： 99 - 1 1 3． [4] 王新玲 ， 杨佳佳 ， 孙宏运 ， 等．基于梁式试 验的 C F R P布 混凝土界 面粘结 滑移模型研究E J ] ． 防灾减灾 工程学报 ， 2 O 1 4， 3 4 ( 3 ) ： 3 1 4 — 3 1 9 ． W a n g X L， Ya n g J J ， S u n H Y， e t a 1 ． Ex p e r i me n t a l s t u d y o n b o n d —— s l i p mo d e l f o r CF RP —。 c o n c r e t e i n t e r f a c e b a s e d o n b e a m t e s t [ J ] ．J o u r n a l o f Di s a s t e r P r e v e n t i o n a n d M i t i g a t i o n E n g i n e e r i n g， 2 0 1 4， 3 4( 3) ： 3 1 4 — 3 1 9 ．( i n Ch i n e s e ) [ 5]B o n a c c i J F， Ma a l e j M．B e h a v i o r a l t r e n d s o f R C b e a ms s t r e n g t h e n e d w i t h e x t e r n a l l y b o n d e d F RP E J ] ．J o u r n a l o f Co m p o s i t e s f o r Co n s t r u c t i o n， 2 0 0 1 ， 5 ( 2 )： 1 0 2 — 1 1 3 ． [ 6]B i s b y L A， G r e e n M F ． R e s i s t a n c e t o f r e e z i n g a n d t h a w i n g o f f i b e r — r e i n f o r c e d p o l y me r c o n c r e t e b o n d[