玻璃纤维筋与混凝土粘结性能耐久性短期研究

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GFRP筋(Glass Fiber Reinforced Polymer)代替钢筋应用的一个关键技术环节就是GFRP筋与混凝土之间粘结锚固性能。目前,国内外对一般环境下GFRP筋与混凝土的粘结性能的研究较多,而侵蚀性环境下GFRP筋与混凝土的粘结性能的研究却很少。由于GFRP筋一般在一些侵蚀性的环境当中代替钢筋使用,因此,这些侵蚀性环境对GFRP筋与混凝土的粘结性能的影响需要进行细致研究。 本文模拟一般环境和不同侵蚀性环境,设计加速研究方案,进行了GFRP筋粘结性能试验,研究各种介质环境对GFRP筋混凝土粘结性能的影响。论文主要结论如下: (1)在一般环境下对GFRP筋混凝土进行粘结试验。发现劈裂破坏中,钢筋试件和GFRP筋试件的开裂粘结应力和破坏粘结应力非常接近;在配筋直径相当的情况下,开裂粘结应力和破坏粘结应力与筋种无关,而只与混凝土的抗拉强度有关。 (2)在不同介质环境下对GFRP筋与混凝土粘结性能进行耐久性短期试验。试验结果表明:侵蚀性环境下暴露相同周期,钢筋混凝土之间的粘结强度比GFRP筋混凝土之间的粘结强度高;酸性环境下,GFRP筋混凝土和钢筋混凝土粘结强度都有下降,水环境、干环境、碱性环境和盐环境下GFRP筋混凝土和钢筋混凝土的粘结强度都有一定上升; (3)在不同pH值的酸性环境下对GFRP筋与混凝土粘结性能进行了耐久性短期试验。试验结果表明:酸性pH值越低,GFRP筋混凝土与钢筋混凝土粘结强度下降越快;酸性pH值与暴露时间存在近似的Arrhenius关系,可以修改Arrhenius温度与暴露时间关系模型,建立酸性pH值与暴露时间的关系模型。 (4)推导出了一般环境、酸性、碱性和盐环境下适用的GFRP筋混凝土保护层厚度计算公式和最小锚固长度计算公式。 GFRP筋与混凝土粘结性能的耐久性研究将能够真正实现GFRP筋服务于某些特定环境下的工程结构,减轻工程风险、实现更大的经济利益。
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