纤维聚合物筋与混凝土粘结性能的影响因素

通过 18根 12 0 0mm× 760mm× 40 0mm的混凝土拉拔试件和 64根 12 60mm× 2 40mm× 15 0mm的混凝土梁式试件的试验 ,研究了纤维聚合物筋与混凝土的粘结性能 ,获得了大量的试验结果。以这些试验数据及有关文献报道的相关的试验结果为基础 ,探讨了破坏形式、混凝土强度、锚固长度、纤维聚合物筋直径、混凝土浇筑深度、环境条件等因素对粘结性能的影响。结果表明 ,上述因素对纤维聚合物筋与混凝土的粘结性能有一定的影响 ,在锚固长度等有关的计算中应适当考虑     

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。     

火灾高温下GFRP筋和混凝土粘结性能试验研究

为了研究火灾环境中不同温度下纤维增强塑料(FRP)筋和混凝土之间粘结性能的变化以及火灾后FRP筋和混凝土之间的残余粘结性能,以玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋为例,对34组共120个混凝土棱柱体粘结试件进行了火灾高温时GFRP筋和混凝土之间粘结性能的试验研究,试验主要考虑了温度、混凝土强度和粗骨料粒径的影响,得到了高温中和降温后GFRP筋和混凝土之间的粘结强度以及GFRP筋的锚固长度。试验结果表明,随温度的升高,粘结性能会随之下降,当温度下降至室温后,其粘结性能会得到恢复。这些试验结果可以应用于GFRP筋增强混凝土结构抗火设计中。     

玄武岩-聚丙烯混杂纤维再生混凝土粘结性能研究

玄武岩纤维增强复合筋具有较好的耐腐蚀性,但是冻融破坏会导致其与混凝土间的粘结性能下降。基于国内外研究现状,采用普通中心拔拉试验对混杂纤维再生混凝土与复合筋间的粘结性能进行研究。分析了冻融循环次数、玄武岩-聚丙烯混杂纤维掺量对粘结性能的影响。研究表明:玄武岩-聚丙烯混杂纤维掺入再生混凝土后,复合筋与混凝土间的粘结强度有所下降,但混凝土的延性有所提高;纤维掺量过多不利于提高复合筋与混凝土间的粘结强度;随着冻融次数的增加,粘结应力峰值逐渐提高,试件发生劈裂破坏。     

纤维对GFRP筋与自密实混凝土基体粘结性能影响分析

通过18个中心拉拔试件试验,研究在基体中加入不同纤维(聚丙烯长纤维(PPA)、聚丙烯短纤维(PPB)、钢纤维(SF)以及混杂纤维)对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋与混凝土基体粘结性能的影响,旨在寻找改善GFRP筋与混凝土基体粘结性能的有效途径。参照德国纤维混凝土标准DBV和国际材料与结构研究试验联合会标准RILEM弯曲韧性评价方法,采用等效抗弯强度和变形能来评价粘结韧性。试验结果表明：与素混凝土（NC）基体相比,GFRP筋与掺入混杂钢纤维与聚丙烯长纤维以及各自单掺基体的粘结强度可提高13%～35%,还可改善粘结韧性;同时,GFRP筋与基体的粘结强度随钢纤维掺量增大而提高。根据试验结果拟合得出粘结滑移曲线上升段的模型参数,计算结果与试验结果吻合良好。图11表6参13     

纤维筋与玄武岩纤维混凝土粘结性能

为了对比BFRP和GFRP筋与玄武岩纤维混凝土的粘结强度,选用直径14的FRP筋埋入玄武岩纤维混凝土的立方体试块中进行拉拔试验,通过改变FRP筋锚固长度以及纤维掺量,研究玄武岩纤维混凝土与FRP筋的粘结性能.     

BFRP筋与纤维混凝土粘结性能研究

为了研究PVA纤维混凝土与BFRP筋的粘结性能,设计了中心拉拔试验,得到BFRP筋不同的表面形式对其粘结性能的影响,并和相关文献中FRP筋与混凝土的粘结参考数据对比。结果表明:表面粘砂BFRP筋与PVA纤维混凝土之间的粘结性能比表面光滑BFRP筋与PVA纤维混凝土之间的粘结性能更好,同时与其他混凝土相比,PVA纤维混凝土与BFRP筋的粘结强度更高,残余粘结强度更大。采用连续曲线模型可以对实验数据进行很好的拟合。     

纤维筋与高强纤维混凝土的粘结性能

为了对比BFRP和GFRP筋与高强玄武岩纤维混凝土的粘结强度,选用直径14的FRP筋埋入玄武岩纤维混凝土的立方体试块中进行拉拔试验,通过改变FRP筋锚固长度以及纤维掺量,研究高强玄武岩纤维混凝土与FRP筋的粘结性能.     

模拟混凝土碱性环境下FRP筋的耐久性

通过碱溶液模拟混凝土内部孔隙水的碱性环境,研究了碱性环境对玻璃纤维增强塑料筋(GFRP筋)和玄武岩纤维增强塑料筋(BFRP筋)的拉伸强度、拉伸弹性模量以及剪切强度、破坏形态等的影响。结果表明:碱溶液作用降低了GFRP筋的拉伸强度和剪切强度,降低程度与时间有关;GFRP筋在碱溶液中发生了后固化反应,GFRP筋的力学性能变化是碱溶液作用和后期固化程度综合影响的结果。碱溶液作用降低了BFRP筋的拉伸强度、拉伸弹性模量和剪切强度,随着碱溶液作用时间的增加,拉伸强度与拉伸弹性模量降低程度有增加的趋势。玻璃纤维和玄武岩纤维中的Si-O键在水分子和碱溶液OH-作用下断裂,树脂基体中的酯键在碱溶液中水解以及纤维和树脂之间的粘结界面性能的退化是GFRP筋和BFRP筋力学性能退化的主要原因。BFRP筋的耐碱性比GFRP筋差,文章给出了机理分析并对提高FRP筋的耐碱性提出了相关建议。     

锈蚀钢绞线与混凝土的黏结性能

基于湿盐砂环境下锈蚀钢绞线混凝土试件中心拔出试验,分析了钢绞线锈蚀率、黏结长度、箍筋及碳纤维增强聚合物(CFRP)条带加固对锈蚀钢绞线混凝土黏结-滑移曲线、黏结强度及失稳模式等黏结性能的影响.结果表明:CFRP条带及箍筋减少了混凝土劈裂破坏的发生;随着钢绞线锈蚀率的增大,黏结-滑移曲线由微上升滑移、微下降、强化及平稳下降四阶段转变为微上升滑移及快速下降两阶段;以锈蚀率1.50％为界,混凝土初始黏结强度及黏结强度随锈蚀率增大呈先增大后降低趋势,随黏结长度增大,初始黏结强度分布范围及最大黏结强度明显下降;建立了锈蚀钢绞线混凝土的归一化黏结强度计算式,计算值与试验值较吻合.     

预应力FRP筋梁抗弯性能有限元分析

针对不同类型的预应力纤维增强聚合物筋对预应力混凝土梁力学性能影响的问题,本文以预应力纤维增强聚合物筋搭配一定数量的非预应力普通钢筋,设计15根有粘结预应力纤维增强聚合物筋混凝土简支梁,以5根为一组,分3组,分别配以碳纤维筋,芳纶纤维筋和玻璃纤维筋作为预应力筋,并以ANSYS有限元分析软件为研究手段,通过改变预应力纤维增强聚合物筋的类型,使用有限元方法开展了受弯构件的力学性能分析,其中包括了特征荷载分析、位移延性分析和刚度分析。结果表明:使用本文的有限元建模方法,可以用于有粘结预应力纤维增强聚合物筋混凝土梁抗弯性能的研究;根据有限元分析得出的数据,发现在达到屈服荷载之后,纤维增强聚合物筋对混凝土梁的抗弯性能影响较大;达到屈服荷载之后,梁的抗弯性能(特征荷载、位移延性和刚度)受纤维增强聚合物筋本身的力学性能的影响较大。     

聚合物对聚乙烯醇纤维水泥砂浆粘结强度的影响

研究了醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯乳胶粉和丁苯乳液在不同养护条件下对聚乙烯醇纤维水泥砂浆拉伸粘结强度的影响.结果表明,这2种聚合物能有效提高聚乙烯醇纤维水泥砂浆的拉伸枯结强度.随着聚合物掺量的增加,无论在窄气中养护还是浸水养护,砂浆与混凝土板及聚苯板的拉伸粘结强度均逐渐增大,只是浸水养护更有利于拉伸枯结强度的发展.丁苯乳液对提高砂浆与混凝土板的拉伸粘结强度比醋酸乙烯-叔碳酸乙烯酯乳胶粉具有优势,而对砂浆与聚苯板的粘结来说则相反.     

冻融下预湿方式对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

通过常压预湿和加压预湿两种方式对烧结页岩陶粒轻骨料进行处理,探究不同冻融循环次数下,塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能,着重分析了两种预湿方式下试件力学性能、粘结强度、荷载滑移曲线、粘结韧性的变化规律。试验结果表明:加压预湿试件的力学性能、极限粘结强度低于常压预湿试件,且加压预湿试件的破坏形态均为劈裂破坏;加压预湿试件的极限粘结韧性Au随冻融循环次数增加而减小,残余粘结韧性A_(80)、A_(60)下降较为平缓,但常压预湿试件粘结韧性均高于加压预湿试件。建立了冻融环境下塑钢纤维轻骨料混凝土剩余粘结强度与抗压强度之间退化模型和粘结韧性退化模型,模型计算值与试验值吻合较好。     

BFRP筋与再生骨料混凝土粘结性能试验研究

为探究玄武岩纤维筋(BFRP筋)与再生骨料混凝土的粘结性能,对其进行中心拔出试验。基于试验结果,探究了其破坏形态以及粘结机理,研究再生混凝土强度等级、筋材直径和再生骨料替代率对BFRP筋和再生骨料混凝土粘结性能影响。结果表明,BFRP筋与再生骨料混凝土粘结有拔出破坏和劈裂破坏两种破坏形态;BFRP筋与再生骨料混凝土粘结滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段和残余应力段;提高再生混凝土的强度等级可以延缓混凝土内部裂缝的产生与演化,进一步提高BFRP筋表面肋与混凝土之间的机械咬合作用,增大BFRP筋与再生混凝土的粘结强度;因剪力滞后效应,BFRP筋与再生骨料混凝土的粘结强度随着BFRP筋直径的增加而降低;再生骨料替代率的增加会对BFRP筋和再生骨料混凝土的粘结应力产生不利影响。     

钢-连续纤维复合筋与灌浆套筒粘结性能试验研究

钢-连续纤维复合筋(steel-FRP(fiber reinforced polymer)composite bar,SFCB)是一种内芯钢筋、外侧FRP的复合筋,由于其高耐久、高屈服后二次刚度比而在装配式混凝土结构中有独特优势.文章以粘结长度(5d、10d和15d)为变量,开展了 SFCB与灌浆套筒连接件的界面性能单向拉伸试验研究,并与玄武岩纤维(BFRP)筋灌浆套筒连接性能进行比较,分析了拉拔试件的破坏模式和平均粘结强度.结果发现,随着粘结长度的增加,SFCB与灌浆之间的平均粘结强度有所降低;锚固长度为5d和15d的SFCB灌浆连接件分别发生屈服后拔出破坏和屈服后拉断破坏.随着SFCB中FRP含量(二次刚度比,rsf)的增加,SFCB的临界锚固长度有所增加,文章参数下的SFCB灌浆套筒连接的临界锚固长度约为7.6d,相关研究可为SFCB增强预制装配结构的连接技术奠定初步基础.     

玄武岩纤维喷射混凝土在热害环境下的性能试验研究

以隧道热害问题为背景,通过模型试验、近似模拟湿喷技术、定量分析及微观测试相结合的方法研究不同掺量玄武岩纤维喷射混凝土劈裂强度和粘结强度等力学性能的影响,横向对比标准养护和干热养护下的不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土的力学性能,同时也加入硅灰以及钢钎维作为参照,以便从机理程度上提出更有效的解决热害措施。试验研究表明:在混凝土中加入玄武岩纤维,对混凝土起到了增强和阻裂的作用,改善了混凝土的脆性易裂的破坏状况。干热环境下,加入少量的玄武岩纤维能够提高混凝土的力学性能。当玄武岩掺量为0.1%玄+5%硅灰时,喷射混凝土的力学性能最好,加入0.2%玄武岩纤维掺量,也有一定程度的改善。实际隧道施工中,可通过加入适量的玄武岩纤维和适量的硅灰,可降低混凝土在热害环境下的危害。     

基于Elman神经网络算法的型钢再生混凝土结构粘结强度预测方法研究

为研究型钢再生混凝土结构的粘结破坏规律及利用Elman神经网络算法预测其粘结强度的方法,选取再生混凝土取代率、再生混凝土强度、再生混凝土埋置长度、型钢保护层厚度、箍筋直径及箍筋间距作为影响因素,设计并制作了36个型钢再生混凝土推出试件.通过推出试验获得了型钢再生混凝土结构的粘结破坏规律并定义了3个平均特征粘结强度.其次,基于试验结果将取代率为0,50％和100％的30个试件作为训练样本建立了型钢再生混凝土构件粘结强度的Elman神经网络模型,最后利用该模型对取代率为30％的9个试件的粘结强度进行了预测.与试验结果对比表明,建立的Elman神经网络模型能够准确地预测型钢再生混凝土结构的粘结强度,神经网络在结构工程领域具有较大的应用前景.     

拉拔条件下GFRP筋与混凝土粘结强度试验研究

采用Canadian Standards Association(CSA)标准规定的拉拔试验方法,考虑GFRP筋的种类、组分、直径、表面处理方法、肋间距、肋高度、肋宽度等因素,对GFRP筋与混凝土之间的粘结强度进行了试验研究。研究结果表明:试件的粘结破坏有筋表面变形的剪切、变形的脱落和肋间混凝土被剪碎三种形式;GFRP筋与混凝土的粘结强度低于钢筋与混凝土的粘结强度,大约为钢筋与混凝土粘结强度的65%~87%;GFRP筋的种类、直径、表面处理方法、肋高度、肋间距和肋宽度等因素对粘结强度的影响显著,但GFRP筋组分的影响不大;当肋间距为GFRP筋直径、肋高度为GFRP筋直径的6%时,GFRP筋与混凝土的粘结强度最高。     

碳纤维加固混凝土的粘结性能研究

将加固后的混凝土放置在自然环境、水环境、酸环境、碱环境、碳化环境中14,56 d。通过测量混凝土与碳纤维布之间的正拉强度及观察破坏形式,研究不同侵蚀环境对碳纤维布加固混凝土粘结性能的影响。研究表明:外界环境作用14 d后,酸环境对混凝土正拉强度的不利影响最大,其次为碳化环境、碱环境、水环境。环境作用56 d后,同样酸环境对混凝土正拉强度的不利影响最大,其次为碱环境、水环境,而碳化环境使得正拉粘结强度有所提高。环境作用14 d后,只有在酸环境下碳纤维布加固混凝土的破坏形式为粘结破坏,其他环境下均为混凝土受拉破坏,说明酸环境对碳纤维布与混凝土之间的粘结性能影响较大。环境作用56 d后,在水环境、酸环境、碱环境作用下的试件为碳纤维布与混凝土之间的粘结破坏;自然环境、碳化环境作用下的试件为混凝土拉断破坏。随着时间的增加,外界侵蚀环境对碳纤维布与混凝土之间粘结强度产生越来越不利的影响。     

混凝土中玻璃纤维筋黏结强度试验研究

文章基于室内拉拔试验研究不同混凝土强度及埋长下的GFRP锚杆极限承载力,研究了GFRP筋与混凝土间的粘结破坏机理,分析了拉拔过程中GFRP筋材的破坏形式及粘结应力变化规律,试验结果表明:拉拔试验过程中GFRP筋表现出筋材拔出破坏、混凝土劈裂破坏、筋材拉断三种不同破坏形式;玻璃纤维筋与混凝土间的平均粘结强度随着混凝土强度的增大而近似成线性增加,且增加幅度随着锚固长度越长而越发明显;玻璃纤维筋与混凝土间的粘结强度随埋长的增加而先小幅增大,达到一定值后小幅减小;GFRP筋埋长越大,纵向上的粘结应力分布越不均匀。