FRP筋与混凝土粘结性能试验研究

FRP筋与混凝土的粘结性对工程结构的耐久性有着至关重要的影响。粘结性的影响因素有:筋直径、粘结长度、筋表面情况等。通过制作13个拉拔试块进行粘结性的试验研究,试验采用中心拉拔方式进行。试验采用直径20和25的FRP筋,埋置深度为直径的3~5倍,观察试验中的试件破坏形态有FRP筋拔出破坏和混凝土劈裂片破坏,根据拔出荷载来计算二者的粘结强度。分析GFRP筋拉拔承载力与直径和埋深的关系表明:拉拔承载力随着直径和埋深的增大而增大,而增长率逐渐减小。随着直径与粘结长度的增大,GFRP筋与混凝土之间的粘结强度逐渐减小。     

FRP筋与混凝土粘结性能的试验研究

进行了28个纤维聚合物(FRP)筋拔出粘结试验,试验变量为FRP筋种类、FRP筋直径、混凝土强度和粘结长度,拔出试验记录了拔出荷载、FRP筋加载端滑移、破坏现象。FRP筋破坏形式是表面脱落和筋断裂,而混凝土未出现明显破坏。随着FRP筋的种类、直径、粘结长度不同,粘结强度变化范围是7.96~41.80MPa,粘结强度随着粘结长度、直径增加而减少,与混凝土强度无关。     

新型FRP筋粘结性能研究

基于33个拉拔试件和27个梁式试件的试验结果,对新型FRP筋与不同环境介质(包括混凝土C30、掺纤维与不掺纤维的混凝土C50、R42.5水泥浆以及环氧树脂等)之间的粘结性能进行了较为系统的研究。研究表明,新型FRP筋的粘结强度略低于钢筋;混凝土强度等级对FRP筋的粘结性能影响较大,但是否掺加聚丙烯纤维对其粘结性能影响较小;基于梁式试验的FRP筋粘结强度稍低于基于拉拔试验的FRP筋粘结强度。     

FRP筋与混凝土粘结滑移性能的试验研究

通过对埋入混凝土一定深度的螺纹FRP筋的对称拉拔试验,研究了FRP筋与混凝土间界面的粘结滑移及界面应力传递机理,分析了自FRP筋加载端至自由端界面粘结滑移的发展、传递过程,探讨了FRP筋沿埋入深度方向的界面剪应力变化及界面粘结滑移的破坏特征。本文研究结果表明,FRP筋与混凝土界面剪应力及FRP筋滑移自FRP筋加载端至自由端逐步传递,滑移量逐渐减小;FRP筋混凝土与钢筋混凝土滑移破坏有着本质的区别,钢筋混凝土产生滑移时主要是混凝土撕裂和压碎,而FRP筋混凝土滑移破坏是以筋肋削弱或剪切破坏为主要特征。     

FRP筋与混凝土的粘结性能

FRP筋与混凝土之间的粘结性能是FRP筋混凝土结构的关键问题,是能否充分利用FRP筋高强性能的决定性因素。本文分析了FRP混凝土结构的粘结机理以及粘结破坏形式,讨论了影响FRP筋混凝土结构粘结性能的因素,并在最后提出了一些问题及建议。     

FRP筋与混凝土粘结性能的研究进展

对国内外FRP筋与混凝土粘结性能的最新研究进展进行了简要综述,着重针对其粘结机理和影响因素进行分析归纳,总结了现有FRP筋与混凝土粘结滑移本构关系模型和理论分析方法,并对现有研究的不足提出了建议.     

国内外对FRP筋与混凝土粘结性能研究现状

根据国内外关于FRP筋混凝土粘结性能的试验研究成果。介绍了FRP筋混凝土粘结滑移性能的研究发展和现状,讨论了FRP筋与混凝土粘结性能研究的思路     

钢筋、FRP筋、竹筋与混凝土粘结性能的研究

不同性质的材料,共同工作的前提是具有良好的粘结强度。粘结性能的优良直接影响了结构的耐久性及安全性。为促进混凝土结构的发展,分析了钢筋、锈蚀钢筋、FRP筋和竹筋与混凝土的粘结机理及影响粘结强度的因素。     

BFRP筋ECC粘结滑移试验与本构模型

玄武岩纤维复合筋(BFRP)具有高强轻质的特点,纤维增强水泥基材料(ECC)具有很强的抗裂能力。BFRP筋-ECC协同工作可以解决混凝土结构容易开裂、内部钢筋容易锈蚀的问题,大大提高结构的耐久性。为了探明BFRP筋与ECC的整体工作能力,文中开展中心拉拔试验,研究了BFRP筋与ECC的粘结性能,并根据试验研究结果探讨适宜于BFRP筋-ECC的粘结滑移本构模型。研究表明BFRP筋与ECC的粘结性能良好,Malvar和连续曲线模型可以很好地描述BFRP筋与ECC之间的粘结滑移关系。     

FRP筋-混凝土界面粘结耐久性能研究现状

纤维增强复合筋材(Fiber Reinforced Polymer Rebars,简称FRP筋)作为近几十年新开发的轻质高强的新型复合材料,具备力学性能好、耐腐蚀等优点,有望作为钢筋替代材料被用于海洋工程等恶劣环境中,工程应用前景广阔。但因FRP筋工程应用时间较短,FRP筋-混凝土界面长周期粘结性能数据相对缺乏,对此学者多采用实验室加速的方法对其进行强度预测,本文搜集了几种FRP筋-混凝土界面粘结耐久性能的研究方法及数据,旨在为今后的长周期粘结性能研究提供方法参考。     

FRP筋力学性能试验研究及混杂效应分析

介绍了FRP筋及锚具的设计与制作方法,FRP筋抗拉强度、弹性模量、延伸率等力学性能试验方法,对FRP筋拉伸试验结果进行了统计分析,给出了用于FRP筋混凝土结构设计的力学性能指标,提出了混杂纤维FRP筋设计思路.试验结果表明,FRP筋应力-应变关系呈线性变化,弹性模量、延伸率小于钢筋,强度-质量比、耐久性等方面明显优于钢筋,作为一种新的混凝土结构抗拉材料切实可行.     

变形钢筋与机制砂混凝土黏结性能试验研究

通过混凝土试块中心的钢筋拉拔试验,研究了机制砂原料形态、石粉含量和混凝土强度对变形钢筋与机制砂混凝土黏结性能的影响规律.机制砂原料形态为碎石和卵石,石粉含量（质量分数）为5%,9%和13%,混凝土强度等级为C30,C40,C50和C60,月牙肋变形钢筋直径为12mm.结果表明：所有试件均因钢筋肋前的混凝土齿发生剪切破坏而使钢筋拔出,其黏结滑移关系曲线可以通过特征点的黏结应力和滑移值表达为四阶段变化关系;变形钢筋与混凝土的黏结性能随着混凝土强度的提高而增加,钢筋与碎石破碎机制砂混凝土的黏结性能优于钢筋与卵石破碎机制砂混凝土;石粉含量的增加会降低黏结强度并使得黏结滑移关系曲线的内劈裂段延长和下降段变陡.根据试验统计分析,建立了变形钢筋与机制砂混凝土的黏结滑移本构关系.     

纤维混凝土与钢筋的粘结性能试验研究

主要研究高性能混凝土中添加碳纤维或碳、钢纤维混杂后对粘结性能的影响。为了便于理论分析建模,进行了棱柱体和圆柱体两类试件的粘结性能试验。对比了截面形状和箍筋形状变化对粘结强度、粘结本构的影响。试验结果表明:无论是棱柱体试件还是圆柱体试件,填加0 2 %碳纤维与0 3 %钢纤维的混杂纤维试件的粘结强度均比只添加0 2 %碳纤维的试件略大;采用同一种混凝土浇注的试件,棱柱体试件的粘结强度略高于圆柱体试件,但圆柱体试件粘结本构的下降段较平缓,箍筋发挥了较大的作用。     

带肋钢筋和钢绞线黏结性能试验研究

通过16个未配横向箍筋拉拔试件的拔出试验,研究了带肋钢筋和钢绞线的黏结性能.结果表明:黏结介质相同时,单根带肋钢筋的黏结强度高于单根钢绞线的黏结强度,但前者的最大滑移值远小于后者.不管是单根带肋钢筋还是单根钢绞线,其与混凝土的黏结强度和最大滑移值均大于其与水泥浆的相应值.配单根带肋钢筋试件出现钢筋拔出且试块劈裂的破坏现象;配单根钢绞线试件发生钢绞线旋转拔出的延性破坏;配3根钢绞线束试件破坏时,钢绞线束整体拔出,黏结延性较好;配6根钢绞线束试件出现"钢绞线束-水泥浆-波纹管"组合体拔出且混凝土劈裂的脆性破坏,滑移值很小.单根带肋钢筋和单根钢绞线的相对黏结特性系数试验值均与GB 50010—2002规范值符合较好.对钢绞线束的黏结长度给出了建议公式.     

再生混凝土钢筋黏结滑移本构关系研究

采用钢筋开槽内贴片试验方法,完成6组钢筋再生混凝土试件的拉拔试验,获得不同强度、不同再生骨料取代率下混凝土与钢筋的荷载-滑移曲线以及不同锚固位置处钢筋应变.基于试验结果,研究了再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结锚固强度及黏结滑移曲线的影响,并采用二次分布矩阵插值函数法及沿锚长积分法分别计算不同锚固位置处钢筋与再生混凝土的黏结应力和相对滑移,得到不同锚固位置处黏结滑移关系及位置函数.最后建立再生混凝土与钢筋考虑黏结滑移位置函数的τ-s本构关系,为再生混凝土的工程应用提供参考依据.     

钢筋ECC柱复合抗扭性能试验研究

通过5个钢筋ECC柱和1个钢筋混凝土柱在压-弯-剪-扭复合应力状态下的单调受扭试验,研究了构件的破坏形态、延性系数、扭矩-扭率(T-θ)曲线,分析了纤维掺量、纵筋配筋率、箍筋间距对钢筋ECC柱受扭性能的影响。试验结果表明,在复合受扭作用下,6个试件均为受扭破坏,其中5个钢筋ECC柱的裂缝细而密;增加纤维和减少箍筋间距可以提高试件延性,掺入PVA纤维的试件延性明显优于普通钢筋混凝土柱;5个钢筋ECC柱的扭矩-扭率(T-θ)曲线更为饱满,破坏阶段扭矩下降缓慢,受扭承载力高。     

钢-连续纤维复合筋（SFCB）与混凝土粘结性能试验研究

钢-连续纤维复合筋(Steel Fiber Composite Bar,简称SFCB)是一种以钢筋为内芯外包纵向纤维的新型增强材料,具有较高的弹性模量、稳定的二次刚度及优异的耐腐蚀性能等特点.本文基于10个标准拉拔试件对SFCB与混凝土之间的粘结性能进行了研究,结果表明:SFCB与混凝土的牯结强度约为相应带肋钢筋的94%;拉拔试件的破坏形态可分为钢筋内芯屈服后SFCB拔出、钢筋内芯屈服前SFCB拔出和SFCB拉断3种;钢筋内芯屈服后SFCB拔出试件应力峰值点对应的自由端滑移值为1.76～1.84mm.本文所用SFCB为首次工业化制备出的复合筋,其粘结性能有一定的离散性,可以通过表面喷砂、表面缠肋以及变化肋的缠绕方向、间距和深度及制作工艺的进一步改善、成熟和稳定等方法来改善SFCB与混凝土的粘结性能.     

高强钢筋与高强混凝土粘结锚固性能试验研究

通过对33个高强钢筋(HRB500)与高强混凝土(最高达C80)粘结锚固试件的拔出试验,分析了高强钢筋与高强混凝土粘结锚固性能和影响粘结锚固强度的主要因素,在对试验结果分析的基础上,对目前《混凝土结构设计规范》(GB50010—2010)的锚固长度规定进行了评价。研究表明:与普通强度钢筋混凝土类似,高强钢筋和高强混凝土的粘结锚固强度随着钢筋直径的减小而增大,随着保护层厚度、横向钢筋配筋率、混凝土抗拉强度的增大而增大;但高强钢筋高强混凝土试件的破坏更加突然,在达到极限拉拔力后试件瞬间劈开,延性较差,配制一定量的箍筋可以较大程度上改善其延性;当混凝土强度等级高于C60时,不同强度等级的混凝土所需要的锚固长度是不一样的;在设计锚固长度时,对于强度等级为C80的高强混凝土,混凝土轴心抗拉强度设计值ft按C80取值,《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)的计算公式仍适用,是安全的。     

FRP锚杆工程特性的室内外试验研究

纤维增强塑料(简称FRP)筋是一种新型的复合材料,本文介绍了FRP锚杆的特点,同时通过室内试验和现场试验,对其拉拔破坏模式、粘结强度、拉拔承载力、锚固反应与钢锚杆进行了对比分析,阐述其锚具设计方法和施工质量检测方法。试验证明,FRP锚杆具有良好的力学性能,能够满足边坡锚固的设计要求,具有很高的推广应用价值和广阔的发展前景。