玻璃纤维布和碳纤维布是两种常用的加固混凝土构件用材料两种材料各有其特点。常用玻璃纤维布价格通常为碳纤维布的几十分之一，延伸率相对较大（约为2%~5%1351），但由于其抗拉强度和弹性模量低，强效果不佳。常用碳纤维布抗拉强度和弹性模量指标很高，强效果很好，故对碳纤维布加固混凝土的研究与应用己成为加固改造领域的一个热点111.但应说明，碳纤维布的延伸率相对较低（约为1%~1.5%13‘51），故用碳纤维布加固构件的延性低于玻璃纤维布加固的构件，且由于碳纤维布价格显著高于玻璃纤维布，加固成本相对很高。

　　应该注意，欧洲混凝土委员会（CEB）模式规范（FIP）规定，为保证抗震构件的延性，钢筋的延伸率应备10%，但作为承受受弯或偏压构件截面上*大应变的碳纤维布的延伸率，却显著低于钢筋的延伸率。在保证提高承载力和刚度的前提下，为了既加被加固构件的延性，又提高经济效益，笔者首先提出了混合采用玻璃纤维布和碳纤维布对混凝土梁柱进行加固的思路，称为层间混杂纤维布加固法。

　　根据纤维复合材料领域的研究成果110，将玻璃纤维布和碳纤维布混合使用，可使混杂纤维布强塑料的断裂延伸率和韧性显著高于碳纤维布强塑料，且成本明显下降。

　　1混杂纤维增强复合材料的特点由两种不同纤维，或两种不同基体，或两种不同形状的强材料（如长与短纤维）复合而成的复合材料称为混杂复合材料，这是从20世纪70年代发展起来的一种新型复合材料。本文讨论的是由两种纤维作为强相的混杂纤维强复合材料。通过混杂设计可使材料综合力学性能显著优于单一纤维复合材料并降低成本110111，如有研究表明，玻璃纤维与碳纤维体积比为2的混杂纤维复合材料的断裂应变比碳纤维复合材料高30%~50%；在碳纤维复合材料中加入15%的玻璃纤维，则冲击韧性改善，抗冲击强度可加2~3倍，且价格低廉。混杂纤维优于碳纤维的原因是，在单一纤维材料中，不可避免地存在着纤维断裂、缺陷和薄弱环节；在纤维束受拉时，那些受力大的薄弱纤维先断裂（在复合材料极限强度40%以下，用声发射装置监听，就可记录到纤维断裂**作者：熊光晶男1954年1月出生博士教授所发出的信号110）纤维受力情况产生重新分配，又有一些受力大而薄弱的纤维陆续断裂，直至纤维束全部断裂。可见纤维束断裂是一个陆续发生的过程。当将两种纤维混合使用，高延伸率纤维（玻璃纤维）可承受由于低延伸率纤维（碳纤维）断裂而引起的额外荷载，延缓从微观至宏观的破坏过程，从而使混杂纤维复合材料的平均断裂应变明显提高，低延伸率纤维在混杂复合材料中发挥的拉伸强度也高于（甚至显著高于）其在单一复合材料中的拉伸强度110111.且低延伸率纤维断裂后，仍能以短纤维形式与高延伸率纤维共同工作。通过调整两种纤维的比例，还可使混杂纤维复合材料的强度和弹模在玻璃纤维与碳纤维的强度和弹模之间变化，从而扩大了材料与构件设计的自由度。混杂纤维复合材料己应用于飞机、汽车和船舶制造工业，但尚未见到用于混凝土加固的报道。

　　：层内混杂是将2种或2种以上纤维或纤维束在一层预制片内混杂；层间混杂是将不同的纤维预制片（布）按一定方式叠层复合；夹芯混杂则指夹层板。研究表明，由于强相（纤维）>2种，纤维的性能、配比和混杂形式，基体的性能，界面的性能，以及各种随机缺陷都不同程度地影响混杂纤维复合材料的性能，其工作机理比单一纤维复合材料复杂得多，故迄今尚无普遍意义的力学模型和相应的混杂效应理论。目前主要研究方法是，针对一特定体系进行概念设计、试验研究和理论处理，得出设计与控制特定应用范围内的混杂纤维复合材料性能的定量方法，找到组合性能的优化匹配范围。目前，我们正在进行适用于混凝土加固用的层间混杂纤维布复合材料研究。在此之前，还进行了层间混杂纤维布复合材料加固混凝土梁柱的探索性试验研究，以下介绍探索性试验研究概况。

　　2层间混杂纤维布复合材料加固混凝土梁试验研究2.1加固材料、混凝土梁试件采用日本进口碳纤维布（国内编织）厚度11mm抗拉强度3652MPa弹性模量2.52X105MPa，延伸率1.5%价格380元m2.国产市售玻璃纤维布厚0 08mm抗拉强度为350MPa，弹性模量7X104MPa延伸率23%价格3.8元in2.粘结剂采用市售E44环氧树脂和聚酰胺固化剂，商家提供的环氧树脂性能指标满足所述要求。如表1所列，制作并加固混凝土梁4根。梁设计尺寸120mm，混凝土设计强度等级为C30.配2根土12mm螺纹钢筋，配筋率P= 1.19%主筋弹性模量20X105MPa屈服强度569MPa，极限强度672MPa.对梁采用三分点加载。

　　表1梁的加固类型及其试验与计算结果梁编号钢筋屈服时纤维断裂时纤维断裂前荷载/kN位移/mm实测荷载/n计算荷载ZkN位移/mm应变/103相对应变未加固（极限荷载）粘贴80mm宽的碳纤维一层粘贴80mm宽的玻璃纤维一层粘贴80mm宽的玻璃纤维和40mm宽的碳纤维各一层2.2试验结果与讨论直至梁加固失效前，被加固梁截面变形符合平均平截面假定。各种纤维布加固失效均以纤维布断裂为标志，此时虽钢筋己屈服，但压区混凝土尚未达到极限压应变。中配筋率P=0.0045~0.0124且碳纤维布用量不大的加固梁的试验结果也有此特征。由可见，纤维布断裂后，荷载一位移曲线有一个下降台阶，表明加固混凝土梁随即退化成普通梁继续工作，直至混凝土受压区被压坏。

　　所有试件的钢筋屈服时的荷载和位移、加固失效前荷载（即纤维布断裂前荷载）、位移和应变值见表1所列。从表1可见，GF1、CFGF1、CF1加固失效时的挠度分别为17.60、1687、1493mm.可见，加固失效具有不同程度的脆性，玻璃纤维布加固梁的延性较好，碳纤维布加固梁的延性稍差，而混杂纤维布加固梁的延性介于两者之间。与此相对应，CFGF1梁混杂纤维布断裂应变为1.58X102，高于CF1梁纤维布断裂应变1.29X102，因此前者延性优于后者。

　　由表1可见，加固梁CF1和CF/GF1的钢筋屈服时荷载分别比普通梁提高142%和10.7%.CF/GF1梁屈服荷载低于CF1梁的原因是混杂纤维布中碳纤维布用量少，玻璃纤维布用量不大。CF1梁和CFGF1梁的实测极限承载力则比普通梁P1分别高17.87%和10.34%. GF1混杂纤维布加固梁材料价格比CF1碳纤维布加固梁低近42%，而前者的屈服荷载仅比后者低3.1%，且前者延性优于后者。又由于纤维布用量不大，因此两种梁刚度相差不大（）3层间混杂纤维布加固柱的试验研究31加固材料、混凝土柱试件5mm宽碳纤维条，其抗拉力极限为498N，断裂伸长率1. 3%，价格300元/m2.用与加固梁所用的同一批玻璃纤维布和环氧树脂及固化剂。C30素混凝土短柱的设计尺寸为150mmX150mmX450mm.如表2所列，将16根普通与加固混凝土短柱分为4组。其中GF组试件用10cm宽的玻璃纤维布环绕，上下圈间保持有2cm左右的搭接宽度；CF组试件用碳纤维条环绕，纤维条距10mm；CFGF组试件先用碳纤维条环绕，条距20mm，再沿柱长环绕一层玻璃纤维布（绕法与GF组相同）米用5000kN压力机加载，加载速度每秒10kN. 3.2试验结果与讨论典型试件的实测荷载一应变CP―e）曲线如所示。所有试件承载力如表2所列。由和表2可以看出：相对于素混凝土柱，GF柱的极限承载力4种混凝土柱应力一应变曲线5―GF横向；6―GF纵向；7―P横向；8―P纵向提高不明显，但延性明显增大；CF柱极限承载力提高较大，但延性提高不明显；CF GF柱极限承载力和延性明显提高。

　　cfGf柱中碳纤维布条的用量仅为CF柱的一半，加固材料价格为CF柱的77.3%，而其承载力和极限应变分别为CF加固柱的1046%和112.7%，可见物美价廉。

　　表2柱试件分组与破坏荷载kN组号试件号均值相对强度GF（玻璃纤维）CF（碳纤维）cf/gf（混杂纤维）4结语用混杂纤维布加固混凝土梁柱，可在保证提高构件承载力的前提下，既提高构件的延性，又降低加固成本。应根据不同的设计要求开展适用于混凝土加固用的层间混杂纤维布复合材料研究。