碳纖維增強塑料筋與活性粉末混凝土的粘結(jié)性能試驗研究.pdf

1、在處于海洋等腐蝕性環(huán)境下時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常會發(fā)生由于鋼筋銹蝕而引起的結(jié)構(gòu)損傷或破壞，碳纖維增強塑料筋(簡稱CFRP筋或碳纖維筋)由于其具有良好的耐腐蝕性能和物理力學(xué)性能，被作為鋼筋的替代材料用于混凝土結(jié)構(gòu)中。而活性粉末混凝土(簡稱RPC)是上個世紀(jì)90年代初法國學(xué)者Pierre等人研究成功的一種超高性能混凝土，它具有非常好的力學(xué)性能和耐久性能，這兩種材料的結(jié)合使用，將有望大大提高結(jié)構(gòu)的耐久性。RPC與CFRP筋結(jié)合的一個基本問題是R

2、PC與CFRP筋的粘結(jié)性能，為此，本文對RPC與CFRP筋的粘結(jié)性能進行了試驗研究，從而為這兩種材料的結(jié)合使用提供參考數(shù)據(jù)。 本文主要通過直接拉拔試驗，考察水膠比、鋼纖維摻量、硅灰摻量以及CFRP筋的表面處理類型等材料參數(shù)對粘結(jié)性能的影響，并對粘結(jié)效果較差的CFRP筋研究了表面處理方法，以提高CFRP筋與RPC的粘結(jié)性能；通過在CFRP筋表面粘貼應(yīng)變片，測定了粘結(jié)應(yīng)力沿CFRP筋埋長的分布情況，并對現(xiàn)有的粘結(jié)滑移本構(gòu)模型與試驗結(jié)

3、果的擬合效果進行了比較。試驗研究得到如下結(jié)果： (1)RPC的材料組成對RPC與CFRP筋粘結(jié)強度的影響：CFRP筋與活性粉末混凝土的粘結(jié)強度隨著水膠比的降低而提高，但是提高的幅度并不明顯；鋼纖維的摻入，可以顯著提高CFRP筋與RPC的粘結(jié)強度，但是鋼纖維的增強效果與摻量并不是線性增加的關(guān)系，從綜合經(jīng)濟性及粘結(jié)強度兩方面考慮，鋼纖維的最佳摻量為2％；摻入硅灰有利于改善粘結(jié)性能，但其摻量有一最佳范圍，在本次試驗中，硅灰的最佳摻量為

4、0.25～0.35。 (2)對兩種不同表面處理的CFRP筋與RPC的粘結(jié)試驗對比中發(fā)現(xiàn)：G1筋(國產(chǎn)筋，表面為樹脂交叉狀纏繞層)的粘結(jié)效果較差，粘結(jié)強度僅為R1筋(進口筋，表面為螺旋狀纏繞肋)的35.4％，加工后的G1筋與RPC的粘結(jié)效果很好，其與RPC的粘結(jié)強度可以達到R1筋的92.5％，最大拉拔力甚至達到了R1筋的99.8％，且從經(jīng)濟性來看，采用G1筋再加工較為便宜。 (3)在RPC中粘結(jié)應(yīng)力沿CFRP筋埋長的分布是