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Flexural performance of RC beams strengthened with inorganic adhesive bonded NSM CFRP bar
Structures ( IF 3.9 ) Pub Date : 2022-08-22 , DOI: 10.1016/j.istruc.2022.08.041
Jin-Guang Yu , Liang Cheng , Xinyu Shen , Yunfeng Hu , Bo Li

Organic adhesives (e.g. epoxy) have been widely utilized in near-surface mounted (NSM) carbon fibre reinforced polymer (CFRP) strengthening technique for reinforced concrete (RC) structural members. Their inevitable shortcomings, such as poor fire resistance, emission of toxic fumes, and incompatibility with concrete substrate, necessitate the advancement of eco-friendly inorganic adhesives. In this study, two types of inorganic adhesives, including ordinary Portland cement mortar (OPCM) and alkali-activated slag mortar (AASM), were adopted in the NSM CFRP bar strengthening method for RC beams. The inorganic adhesive type, bonding length, and additional anchorage device on CFRP bar were considered as parameters in the strengthening scheme. One control beam and four strengthened beams were fabricated and tested, followed by comparison of their failure modes, loading behaviour, and reinforcement strains. The results show that all the strengthened beams exhibit higher ultimate loads than the control beam. Comparing to the OPCM, the AASM is more effective in mitigating debonding of CFRP bar and enhancing the ultimate load of beams. Furthermore, it is essential to provide a sufficient bonding length for AASM bonded NSM CFRP bars to guarantee their strengthening effectiveness. The addition of anchorage device for CFRP bars can further enhance the synergistic action between CFRP bar and adhesive, leading to a further enhancement in flexural strength and CFRP bar strain. In addition, the flexural strengths of OPCM or AASM bonded NSM CFRP bar-strengthened beams can be accurately predicted by the equations provisioned in ACI 440.2R-2017.



中文翻译:

无机胶粘NSM CFRP筋加固RC梁的抗弯性能

有机粘合剂(例如环氧树脂)已广泛用于钢筋混凝土(RC)结构构件的近表面贴装(NSM)碳纤维增强聚合物(CFRP)加固技术。它们不可避免的缺点,如耐火性差、排放有毒烟雾以及与混凝土基材不相容,因此需要开发环保型无机粘合剂。本研究采用普通硅酸盐水泥砂浆(OPCM)和碱矿渣砂浆(AASM)两种无机胶粘剂对RC梁进行NSM CFRP钢筋加固方法。加固方案中考虑了无机粘合剂类型、粘合长度和附加锚固装置在 CFRP 钢筋上的参数。制作并测试了一根控制梁和四根加强梁,然后比较它们的失效模式、加载行为和钢筋应变。结果表明,所有加固梁都表现出比控制梁更高的极限载荷。与 OPCM 相比,AASM 在减轻 CFRP 钢筋的剥离和提高梁的极限载荷方面更有效。此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测 和钢筋应变。结果表明,所有加固梁都表现出比控制梁更高的极限载荷。与 OPCM 相比,AASM 在减轻 CFRP 钢筋的剥离和提高梁的极限载荷方面更有效。此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入,可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测 和钢筋应变。结果表明,所有加固梁都表现出比控制梁更高的极限载荷。与 OPCM 相比,AASM 在减轻 CFRP 钢筋的剥离和提高梁的极限载荷方面更有效。此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入,可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测 结果表明,所有加固梁都表现出比控制梁更高的极限载荷。与 OPCM 相比,AASM 在减轻 CFRP 钢筋的剥离和提高梁的极限载荷方面更有效。此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入,可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测 结果表明,所有加固梁都表现出比控制梁更高的极限载荷。与 OPCM 相比,AASM 在减轻 CFRP 钢筋的剥离和提高梁的极限载荷方面更有效。此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入,可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测 此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入,可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测 此外,必须为 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋提供足够的粘合长度,以保证其增强效果。CFRP钢筋锚固装置的加入,可以进一步增强CFRP钢筋与胶粘剂的协同作用,从而进一步提高CFRP钢筋的抗弯强度和应变能力。此外,OPCM 或 AASM 粘合 NSM CFRP 钢筋梁的抗弯强度可以通过提供的方程准确预测ACI 440.2R-2017。

更新日期:2022-08-22
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