嵌入式FRP筋與混凝土界面的粘結(jié)性能試驗研究.pdf

1、嵌入式FRP筋加固技術（Near-Surface Mounted，簡稱NSM）是混凝土結(jié)構(gòu)加固領域的一種新興應用形式，利用該技術可快捷有效對損傷、老化、惡劣環(huán)境侵蝕下的建筑結(jié)構(gòu)和橋梁進行加固和修復。相比外貼法而言，嵌入式加固技術是將FRP筋嵌入到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的表層，這樣避免了高溫、凍融、磨損及撞擊等外界不利因素對加固效果的影響，更有效的發(fā)揮FRP筋與混凝土界面之間的粘結(jié)性能。因此，在港口碼頭、涉海建筑、耐高溫建筑、橋面板、樓面板負彎矩區(qū)等

2、對結(jié)構(gòu)加固效果有特殊要求的環(huán)境中，可以彌補外貼加固技術的不足，起到更好的加固效果，值得推廣應用。
　　目前，嵌入式加固技術中所采用的粘結(jié)材料主要分為:環(huán)氧樹脂膠、環(huán)氧砂漿等有機材料和高強水泥基灌漿料、高強砂漿及普通水泥砂漿等無機材料兩大類。國內(nèi)外研究學者就選取合適的粘結(jié)材料進行了大量試驗，但由于粘結(jié)材料性能不同，導致加固結(jié)構(gòu)的承載力和破壞模式大不相同，所觀察到的破壞模式多數(shù)是粘結(jié)材料無明顯預兆的脆性破壞。纖維增強水泥基復合材料（簡

3、稱PVA-ECC）是一種具有較高延性及耐久性的特殊材料，特別適應于高溫、凍融、磨損及撞擊等惡劣環(huán)境，且其造價較低，可以明顯改善破壞模式。鑒于此，作者采用自行設計制備的纖維增強水泥基材料作為一種新型粘結(jié)材料，對比研究其與環(huán)氧樹脂膠、慧魚粘鋼膠、高強砂漿等粘結(jié)材料作用下FRP筋與混凝土界面的粘結(jié)性能。主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過對第一批國產(chǎn)PVA纖維4組不同配合比下立方體和梁式試件的力學性能試驗來確定制備PVA-ECC最優(yōu)配合

4、比。試驗表明:纖維體積摻量增加可明顯改善PVA-ECC脆性破壞，但抗壓強度有所降低;較低的砂膠比可改善攪拌的流動性，更有利于纖維的分散，提高了PVA-ECC延性;粉煤灰摻量的增加使得PVA-ECC的極限承載力下降，但極限撓度有所提高。
　　(2)在第一批試驗結(jié)果的基礎上，選用最常用的日本可樂麗PVA纖維進行第二批梁式試件試驗。研究表明:日本可樂麗PVA纖維制備PVA-ECC試件彎曲性能更加優(yōu)異，曲線上升段的雙線性更明顯;纖維體積摻

5、量存在一個界限，摻量過低或摻量過高均會降低水泥基復合材料的延性效果，本試驗當纖維體積摻量為1.7％時，試件延性效果最優(yōu)。對比分析兩批試驗結(jié)果，最終選取體積摻量1.7％的可樂麗纖維制備用于嵌入式FRP筋與混凝土粘結(jié)性能試驗的粘結(jié)材料。
　　(3)通過對C型混凝土試件直接拉拔試驗，研究四種不同粘結(jié)材料條件下FRP筋與混凝土界面粘結(jié)特性，并考慮不同F(xiàn)RP筋類型的影響和不同粘結(jié)長度兩個因素對界面粘結(jié)性能的影響規(guī)律。研究表明:慧魚粘鋼膠試件