碳纤维布加固混凝土梁抗弯强度计算及施工规程建议
。本文依据三根粘贴碳纤维布混凝土梁的抗弯试验，建议了碳纤维加固混凝土梁的抗弯强度计算方法
，依实际施工经验，提出了碳纤维布加固混凝土梁的施工规程建议。<钢筋腐蚀失重率随杜拉纤维掺量增加，呈降低趋势。当掺量大于1Kg／m3时，钢筋腐蚀失重率增大，但与素混凝土钢筋的腐蚀失重率相比，也有明显抑制钢筋腐蚀的效果。当两种纤维掺量达到0．9Kg／m3左右时，此时拟合曲线导数Y’（x）＝o，钢筋耐腐蚀效果相对取得效果。当纤维掺量大于1Kg／m3时，阻锈效果出现下降，但其抑制腐蚀的效果仍然明显好于素混凝土试块。也就是说掺入杜拉纤维和改性聚丙烯纤维的钢筋混凝土试块中的钢筋普遍比素钢筋混凝土试块中钢筋的电化学稳定性要好，由此使得其耐腐蚀性也要好。/span>
Sersale和Frigione等【26J通过试验研究不同水泥的抗酸腐蚀性能。采用摩尔比为2：l硫酸和硝酸的混合溶液，模拟pH值为3．5的酸雨溶液。通过试验结果发现：不同水泥基材料的抗酸性能差异很大，其中矿渣水泥矿（渣含量70％）和硅酸盐水泥的抗硫酸侵蚀性能较好，而火山灰水泥抗硫酸则比较差；水泥水灰比越小，抗酸侵蚀性能也越好。Zivica和8ajza在用硝酸作为侵蚀介质的实验中发现火山灰水泥具有较好的耐酸性；而Mehta等人却在试验中发现，火山灰水泥的耐酸性不如普通的硅酸盐水泥。 关键词：碳纤维布加固梁，抗弯强度，施工规程
混凝土结构工程新千年所面临的主要问题之一是：既有混凝土结构的加固和修复。
粘贴碳纤维布加固技术，是近十年在日本首先应用和发展的，已有一千多个工程实例。该方法的主要优点表现在： 1、 性能稳定，一般无腐蚀问题。 2、重量轻，不增加结构静载。 3、强度高。4、容易手工操作，不需专门机械设备。 5、施工无灰尘和噪声污染，并可不间断生产运营。目前，在我国已有不少单位在研究碳纤维粘贴布的计算方法，已有不少工程实例。同济大学在接收生产任务的同时，针对性地做了一系列试验，如环向粘贴碳纤维布间接提高柱的抗压承载能力试验，加固混凝土梁的抗弯试验和抗剪试验，为工程应用起到指导作用。本文的主要目的是探讨粘贴碳纤维布混凝土梁的抗弯计算方法以及总结砂石粒径太小，级配不良，空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，即降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度个抗冻性，抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中的硫化物可与水泥中铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2．5倍。粘贴碳纤维布的施工操作方法。
在同济大学建工系结构试验室进行了三根梁的试验，其中二根梁贴碳纤维布加固，为对比试验，一根梁没有粘贴碳纤维布。三根试验梁（L-1，L-2a，L-2b）的截面特性见表1，试验梁浇筑日期：99年10月21-22日，水泥：砂：石子=26：48：97；贴碳纤维布日期：99年11月16日；
碳纤维布为上海同砼碳纤维布有限公司生产的“同砼”牌无纺单向碳纤维布，试验梁的加固工作在试验室内进行，为了与实际加固施工现场操作相一致，操作人员上仰操作，加固操作程序为：打底胶、批胶泥、上胶、贴碳纤维布、罩面胶。
（一）、加荷装置示意
（二）、材料性能
混凝土、钢筋的材料性能见表1。碳纤维布的规格：0.1×45mm,极限抗拉强度：3600Mpa,弹性模量235Gpa。
（三）、试验结果
1、破坏特性：
二根（L-2a，L-2b）贴碳纤维布梁的破坏为：受拉钢筋首先屈服，而后加固梁表现出较大的塑性，后碳纤维布拉断；一根（L- 1）没有采用加固措施试验梁的破坏为：受拉钢筋屈服破坏。
2、加固效果对比
计算结果见表1。
（四）结论
1、加固后的试验梁，皆由于碳纤维布的拉断而破坏，说明粘结性能良好，加固方法可靠，能够满足结构设
计要求。
2、加固后试验梁的截面破坏弯矩，比加固前试验梁的截面破坏计算弯矩提高42-54.7%，说明加固效果明
显。
3、碳纤维的弹性模量与钢筋相近，但由于其强度高，充分发挥碳纤维的强度需要较大的应变。
1、碳纤维布加固梁抗弯强度计算
依据加固试验梁的破坏特性，在极限状态下，受拉钢筋屈服，破坏由碳纤维拉断诱发，参照现行混凝土
结构设计规范抗弯设计计算的基本原理，假定:
1、混凝土梁受弯后，变形规律符合平截面；
2、钢筋为理想弹塑性材料;
3、混凝土的应力-应变关系采用《混凝土结构设计规范》所建议的关系式；在极限状态下，受压区混凝土
应力等效为矩形应力块，应力强度为混凝土的弯曲抗压强度;
4、忽略混凝土的抗拉强度;
5、在极限状态下，碳纤维的应力达抗拉设计强度。
在极限状态下,加固梁的截面应力图由图3所示。
图3.极限状态下截面应力图
图中，Mu—截面极限弯矩;As,As’—受拉受压钢筋面积， fY,fY’—钢筋抗拉、抗压设计强度：ACF—碳纤维截面面积；fCF—碳纤维的抗拉设计强度，建议取极限抗拉强度的0.8倍。
图3所示截面的平衡方程为：
ΣFx=0
Asfy+AcFfcf-A’sf’y-bxfcm=0 (1)
ΣMAS(F)=0
M=bxfcm(ho-x/2)+A’sf’y(ho-a’s)+AcFfcFas (2)
将试验梁材料的实际强度代入（1）和（2），可计算出梁的极限破坏弯矩，见表1。
实际梁截面破坏弯矩Mu与加固后截面计算极限弯矩比值的混凝土试块经过不同时间侵蚀后质量变化率。经过1y的侵蚀后，混凝土的质量最多也就减少了8．4％，结合其最大中性化深度来看，已被完全腐蚀后的混凝土层最大值为混凝土配合比设计方法的进展已相当悠久，但是从现代混凝土技术的发展以及当前大面积混凝土工程实践的现状来看，还是方兴未艾：由于材料科学的发展，人们对于混凝土的组分、内部结构和性能的认识不断深化，因此就有可能按照材料科学的原则，考虑组分和内部结构，按指定性能设计混凝土。近年来随着特殊材料、特殊性质和用途、特殊生产工艺和施工方法的混凝土技术的发展往往首先要求解决这些特种混凝土的配合比设计方法问题。大面积混凝土配合比设计的含义可概括为“按照大面积混凝土工程要求，挑选合适的混凝土基本材料，然后运用大面积混凝土结构形成和性能变化的规律，以及权衡混凝土性能的得失和经济效益的影响等有关的科学知识和实践经验，通过合理估算和试验验证、校正，最终确定混凝土各种成分的组合”。大面积混凝土配合比设计应该适应现代混凝土技术的要求，善于应用现代先进的基本材料。2．4mm。混凝土C试块质量损失最小，而掺入粉煤灰或者矿粉等活性掺合料没有减小混凝土在pH＝2硫酸溶液中的质量损失。经过1年的侵蚀后，不同配合比混凝土试块的质量变化相差并不明显，不能够准确判定各配比混凝土之间耐酸性能差异。平均数为0.9735，说明计算方法可靠。