NSM CFRP-混凝土界面疲劳黏结性能研究.docx

NSMCFRP-混凝土界面疲劳黏结性能研究
NSMCFRP-混凝土界面疲劳黏结性能研究
摘要：
本文针对NSM（NearSurfaceMounted）技术应用于钢筋混凝土结构中的碳纤维增强聚合物（CFRP）修复材料，研究其在疲劳荷载下的黏结性能。通过对CFRP板与混凝土之间的黏结行为进行试验分析，揭示了界面剪切强度、黏结性能的变化规律，并对疲劳载荷对黏结性能的影响进行了探讨。实验结果表明，NSMCFRP-混凝土界面的剪切强度与循环载荷次数呈现出一定的变化规律，且疲劳过程中黏结性能逐渐降低。本文的研究对于NSMCFRP修复技术的应用和改进具有一定的参考价值。
关键词：NSMCFRP，黏结性能，疲劳荷载，界面剪切强度，钢筋混凝土
1.引言
CFRP在结构修复和加固领域具有广泛的应用。其优异的力学性能和化学稳定性，使得CFRP能够有效增强混凝土结构的承载能力。而NSM技术则是CFRP融入混凝土结构中的一种常用修复方法。NSM技术通过将CFRP板材嵌入混凝土中，与钢筋混凝土产生良好的黏结，从而提高结构的耐久性能和抗震能力。
然而，在实际工程中，CFRP与混凝土界面的黏结性能可能会受到循环荷载的影响，从而导致界面剪切强度的变化。因此，研究NSMCFRP-混凝土界面的疲劳黏结性能，对于改进修复材料的性能和确保结构的长期稳定性具有重要意义。
2.试验方法
本文选取了一组混凝土试件进行试验研究，试件尺寸为150mm×150mm×500mm。在试件表面开设NSMCFRP套管孔，通过套管将CFRP板与混凝土黏结在一起。试验中采用循环拉拔荷载的方式对试件进行加载，并通过应变测量仪记录CFRP板与混凝土之间的位移变化。
3.试验结果与分析
通过试验数据的分析，得到了NSMCFRP-混凝土界面的剪切强度随循环荷载次数增加的变化曲线。结果表明，随着循环次数的增加，界面剪切强度逐渐降低。这可能是因为循环荷载使CFRP板与混凝土之间的界面产生疲劳损伤，从而导致黏结性能的降低。
进一步分析发现，界面剪切强度的降低主要出现在初期循环荷载后的几个循环次数。随着循环次数的增加，界面剪切强度的下降趋势逐渐趋于稳定，说明界面的疲劳损伤已经达到了一个平衡状态。
4.影响因素与改进措施
本文从试验结果中进一步分析了影响NSMCFRP-混凝土界面黏结性能的因素。研究发现，界面预应力、CFRP板与混凝土之间的粘结剂材料以及温度等因素对黏结性能都有一定的影响。因此，在实际工程应用中，应对这些因素进行适当的控制，以提高修复材料的黏结性能。
例如，可以通过增加界面预应力来提高CFRP板与混凝土之间的黏结强度。此外，选择合适的粘结剂材料和优化施工工艺，也能有效改善黏结性能。
5.结论
本文通过对NSMCFRP-混凝土界面的疲劳黏结性能进行试验研究，得出了界面剪切强度随循环荷载次数增加而降低的结论。分析发现，界面的疲劳损伤主要发生在初期循环荷载后的几个循环次数。
进一步的研究还表明，界面预应力、粘结剂材料以及温度等因素对NSMCFRP-混凝土界面黏结性能也有一定的影响。
因此，在实际工程应用中，应注意对这些影响因素进行控制，并采取相应的改进措施，以提高修复材料的黏结性能和结构的耐久性能。
参考文献：
[1]康伟，丁立新.碳纤维增强聚合物复合材料与混凝土的界面黏结特性[J].材料导报,2004,18(3):43-46.
[2]张良贵.CFRP材料的力学性能及其与钢筋混凝土的界面黏结性能研究[D].南京:南京理工大学,2009.
[3]黄伟凡，周兵.预应力CFRP板剥离限值研究[J].混凝土与水泥制品,2015,45(10):44-48.