超高强度镀锌钢丝加固带砂浆复合材料在加固工程测试中性能优异

固泰普高强钢丝编织加固带用无机建筑砂浆（水泥基或石灰基砂浆）压实组成的钢丝加固带砂浆复合材料现在被广泛应用于加固修补既有混凝土结构和砌体结构。

固泰普高强镀锌钢丝加固带产品，是利用热镀锌钢丝编织成的一种单向带式形状产业纺织制品。其中单根热镀锌钢丝直径0.37毫米，表面进行热镀锌工艺，镀锌含量高达30克每公斤以上，可以有效抵御建筑领域各种腐蚀因素，提高钢丝寿命；5根热镀锌钢丝以定距捻制成表面具有不规则螺旋形状的直径1.2毫米细热镀锌钢丝股绳，可以增加与建筑砂浆等胶结物的握裹力摩檫力；热镀锌钢丝股绳抗拉强度杨氏模量分别达3000MPA和210Gpa;由热镀锌钢丝股绳编织而成的单向钢丝加固带根据经向钢丝股绳密度不同，有低密度（单位面积重量）600克/平方米，中密度1200克/平方米2000克/平方米和高密度3300克/平方米三种系列产品.

通过下面试验，已经验证了此种高强钢丝加固带砂浆复合材料对既有混凝土和砌体结构加固效果。试验测试了高强钢丝加固带砂浆加固体系各项力学机械性能，实验步骤，各项性能在加固体系中的作用也进行了确认，对单层和双层高强钢丝加固带砂浆复合材料与混凝土基体和砌体基体的粘接力，剥离强度用剪切试验进行验证。验证了高强钢丝加固带砂浆复合材料与基体界面剥离规律，从而评估了界面剥离时钢丝加固带的最大载荷最大应力。

即使测试样本有限，依然测出了高强钢丝加固带砂浆复合材料的剪切粘接强度。测出了低密度和高密度钢丝加固带与不同的砌体基体，例如当前和古建砖块，空心砖的剪切粘接强度，测试数据显示：（1）粘接失效取决于砂浆强度，钢丝加固带密度和砌体基体的表面粗糙度；（2）高密度钢丝加固带的拉伸强度利用率在9-16%，低密度钢丝加固带拉伸强度利用率26-59%；

为了精准测试钢丝加固带砂浆复合材料的粘接机理，我们对TC250-CSM毫米规格的砖砌块粘接体系进行了循环测试试验。这个砖块粘接体用了3层钢丝加固带和4层砂浆（3带4胶），测试结果显示：钢丝加固带砂浆复合材料与砌体粘接强度取决于钢丝加固带中钢丝的强度，钢丝加固带中钢丝股绳与砂浆的嵌锁握裹强度，砂浆的机械强度，砌体基体的制造方法和养护条件，钢丝加固带拉伸强度利用率与失效模式有关：高拉伸强度利用率84%的失效模式是在钢丝加固带与砂浆界面剥离，或钢丝加固带砂浆组成的复合材料与砌体基体界面剥离时取得的，而抵拉伸强度利用率41%是在钢丝加固带层间打滑时得到的。

对钢丝加固带砂浆复合材料与砌体的粘接强度和机理进行测试。利用柱形砌体块试样，针对不同的钢丝种类，不锈钢丝加固带砂浆复合材料，碳钢丝加固带砂浆复合材料，和不同的砂浆类型，如水泥基砂浆和石灰基砂浆，测试了单层钢丝加固带砂浆复合材料的剪切剥离强度，结果显示：剥离失效发生在钢丝与砂浆界面而不是砌体基体发生分离。另外，如果钢丝加固带没有被砂浆充分浸润握裹压实，也会明显影响试样承载能力。

我们也通过试验测试了钢丝加固带砂浆复合材料与混凝土结构基体粘接强度。试验表明，粘接强度与混凝土结构基体表面粗糙度，钢丝加固带中钢丝排列密度，粘接部分长度和混凝土基体的强度都有关系：（1）因为粘接力不够或者滑移造成的粘接失效与混凝土基体强度和表面粗糙度没有关系；（2）粘接部分长度在200到300毫米之间时，不管是对低密度还是中密度的钢丝加固带，粘接效果最好；（3）在基体上增加钢丝加固带砂浆复合材料条带数量（层数）后，试样抗负荷值也随之增加，但是其平均拉伸强度却减少了（即强度利用率降低了）。我们也使用中等密度的钢丝加固带砂浆复合材料在长度330毫米的混凝土试样基体上进行测试，发现：（1）发生钢丝滑脱和砂浆层破碎失效，（2）承载力未发现峰后软化现象。

测试中发现当加固带中钢丝从砂浆粘接剂中滑脱时，会有大面积钢丝散开现象，这个会有多种原因，例如加固带中钢丝的非均质应力分布，不同的拉伸速度，不同的失效模式，特别是峰后阶段不同同一根钢丝股绳中不同根钢丝之间的应力分布，不同砂浆层与钢丝股绳之间的相互作用和摩檫力。

我们采用中等密度钢丝加固带和无机砂浆制作20个复合材料试样，测试与混凝土基体结构的剪切粘接强度。由于中等密度钢丝加固带里相邻两根钢丝股绳之间间距变小，会导致无机粘接砂浆无法渗透进每根钢丝之间，也无法包裹每根钢丝股绳，从而会减少钢丝加固带砂浆复合材料与加固混凝土基体的剪切粘接强度；设定不同的粘接长度，如100，200，250，330，450毫米，和不同的试样养护时间，14，21和28天

从图2，3，4可以看出：

1. 采用中等密度钢丝加固带砂浆复合材料做为混凝土结构的加固材料，加固效果是很显著的，测试的剪切粘接强度是比较高的；
2. 中等密度钢丝加固带砂浆复合材料中钢丝加固带的拉伸强度利用率低于40%，这是由于在钢丝加固带砂浆复合材料中发生了层间失效造成的；
3. 钢丝加固带砂浆复合材料与混凝土结构基体最有效的粘接长度是200毫米，这样试样28天养护后剪切粘接强度最大；
4. 养护时间影响粘接强度，最大载荷与养护时间成线性比例增加；
5. 最大载荷时试样面外位移平均值随着养护时间和粘接长度而增加，这个数值比较小而可以忽略不计；