纤维对GFRP筋与自密实混凝土基体粘结性能影响

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侵蚀环境下,用玻璃纤维增强聚合物(GFRF)筋替代混凝土结构中的钢筋,可作为一种有效的解决钢筋锈蚀的方法。由于GFRF筋与钢筋在制作和力学性能上存在本质的不同,将其应用于混凝土构件中存在的主要问题之一是与混凝土基体粘结性能不足。GFRF筋与混凝土基体良好的粘结性能是两者协同工作的基础,改善GFRF筋与混凝土基体粘结性能对GFRF筋的实际应用具有重要意义。自密实混凝土由于其良好的流动性、填充性和抗离析性,能保证混凝土与GFRF筋之间良好的粘结性能,增强基体与GFRF筋之间的握裹力。将纤维掺入混凝土中能明显改善混凝土性能,乱向分布的结构型钢纤维可阻滞混凝土内部微裂缝的扩展、限制宏观裂缝发展以及提高构件开裂后的韧性;传统聚丙烯短纤维通常用于阻止混凝土的早期塑性开裂;增韧增强型聚丙烯长纤维既可在早期提高混凝土的抗裂性,也能明显改善硬化混凝土的韧性和抗裂性,但在混凝土中掺入纤维后对GFRF筋与混凝土基体粘结性能的影响还不明了。在保证新拌自密实混凝土优良的工作性能和硬化后的力学性能的前提下,本文通过拉拔和梁式试验,主要研究不同结构型纤维(钢纤维,聚丙烯长纤维)、抵抗收缩裂缝为主的聚丙烯短纤维以及不同纤维掺量对GFRF筋与混凝土基体粘结性能的影响,旨在找寻改善GFRF筋与混凝土基体粘结性能的有效途径。并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,提出了一种评价粘结延性的新方法。结果表明,短纤维对粘结强度有所降低;钢纤维与聚丙烯纤维的适量混杂以及长纤维均既可提高粘结强度,还可改善粘结延性;GFRF筋与基体的粘结强度随钢纤维掺量增大而提高。最后,在本文试验以及已有试验研究的基础上,对粘结滑移曲线上升段进行了拟合,模型曲线与试验曲线吻合良好;并综合考虑GFRF筋的表面特性、试件浇注方向等因素提出了GFRP筋粘结强度理论公式和锚固长度设计建议,为有关规范的编制提供了依据。
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