抗弯荷载和服役环境耦合作用下BFRP增强混凝土梁性能研究

来源 :中国地震局工程力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sdfsdffsgf
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在海水侵蚀等恶劣环境下,钢筋混凝土结构由于钢筋锈蚀,其自身性能会有显著的劣化,这大大缩短了其有效的服役寿命。主要用于航天航空结构的FRP(纤维增强高分子)复合材料在近二十年内,开始应用于土木工程领域。玄武岩增强高分子(BFRP)复合材料是其中一种具有平衡性价比的高性能复合材料,其二维织物可以用于新建工程结构的增强,或是对既有结构的加固或翻新。  本文旨在探索BFRP纤维增强混凝土梁在恶劣土木工程环境下的耐久性能。在试验过程中,BFRP复合材料及其增强的梁体浸泡于纯水和碱液环境中,同时保持一定的弯曲变形,监测FRP复合材料和混凝土内表面黏结性能的退化规律,同时研究了BFRP复合材料的拉伸强度、弹性模量以及断裂伸长率随老化时间的变化。共有14根梁参与了测试,其中3个为常规无加固混凝土梁试件,其余11个为BFRP片材加固混凝土梁试件。在11个加固试件中,三个(B1)试件在树脂固化48小时后,进行了抗弯试验,其余8个试样在两种不同的环境中进行了耐久性能测试:室温下水溶液(B2)和碱溶液浸泡(B3)。经过一定时间的老化,对试样进行抗弯性能测试,获得荷载-位移曲线及最终抗力。结果显示,BFRP纤维布加固可以大幅度提高混凝土梁的抗弯承载力。碱溶液环境(B3)浸泡的混凝土梁随着浸泡时间增加,性抗弯承载力明显下降。为了验证该试验结果,运用大型有限元分析软件ANSYS进行了实体模拟运算,其结果显示出和室内试验相似的力学行为和开裂荷载。
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