高溫后FRP筋拉伸性能及其與混凝土粘結(jié)性能試驗(yàn)研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)聚合物（FRP）筋具有重量輕、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，可作為鋼筋的替代或補(bǔ)充材料用于增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)，因此在土木工程領(lǐng)域受到廣泛研究和實(shí)際應(yīng)用。但由于FRP筋熱穩(wěn)定性差，在一定程度上限制了FRP筋的推廣應(yīng)用。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相似，F(xiàn)RP筋與混凝土的粘結(jié)性能是二者協(xié)同工作的基礎(chǔ)。但由于高溫后FRP筋會(huì)發(fā)生?；?、熱分解，F(xiàn)RP筋與混凝土的粘結(jié)性能會(huì)發(fā)生顯著變化。因此，研究高溫后FRP筋力學(xué)性能及其與混凝土粘結(jié)性能對(duì)于FRP

2、筋混凝土結(jié)構(gòu)防火、抗火至關(guān)重要。本文通過拉伸試驗(yàn)、拉拔試驗(yàn)，著重研究了高溫后FRP筋的縱向拉伸性能以及高溫后FRP筋與混凝土之間的粘結(jié)性能。主要包括以下幾方面工作:
　　 1.通過拉伸試驗(yàn)對(duì)高溫作用前后BFRP筋和GFRP筋的縱向拉伸性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)參數(shù)包括溫度、FRP筋直徑、FRP筋種類和恒溫時(shí)間。結(jié)果表明，隨著溫度的升高，F(xiàn)RP筋的抗拉強(qiáng)度逐漸下降。在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，高溫作用對(duì)FRP筋的拉伸彈性模量影響較小。隨著直徑的

3、增大，BFRP筋的抗拉強(qiáng)度呈增大趨勢(shì)，但增大幅度較小。BFRP筋直徑越小，高溫后BFRP筋抗拉強(qiáng)度降低程度越大;不同溫度作用后，F(xiàn)RP筋直徑對(duì)彈性模量的影響沒有明顯規(guī)律。BFRP筋的耐高溫性能優(yōu)于GFRP筋。在270℃高溫作用下，隨著恒溫時(shí)間的增加，F(xiàn)RP筋的抗拉強(qiáng)度逐漸下降，在0.5h內(nèi)下降較大，之后下降變緩。
　　 2.通過拉拔試驗(yàn)對(duì)高溫作用前后BFRP筋和GFRP筋與混凝土之間的粘結(jié)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。試驗(yàn)參數(shù)包括溫度、粘結(jié)

4、長(zhǎng)度、FRP筋直徑、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、混凝土保護(hù)層厚度及混凝土表面涂刷防火涂料。結(jié)果表明，F(xiàn)RP筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低，GFRP筋較BFRP筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度受溫度影響更大。FRP筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度隨著粘結(jié)長(zhǎng)度和FRP筋直徑的增大而減小，隨著混凝土保護(hù)層厚度和混凝土強(qiáng)度的增大而增大。在不同高溫作用后，BFRP筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度高于GFRP筋與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度;涂防火涂料對(duì)FRP筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的影響無明顯規(guī)律。在

5、沒有合適的防護(hù)措施下，當(dāng)工作溫度高于300℃時(shí)，BFRP筋和GFRP筋均不適宜用作混凝土增強(qiáng)材料。
　　 3.建議了高溫后FRP筋抗拉強(qiáng)度折減系數(shù);基于試驗(yàn)結(jié)果及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究成果，提出了常溫下和高溫后FRP筋與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度計(jì)算公式，提出了常溫下和高溫后FRP筋在混凝土中的錨固長(zhǎng)度計(jì)算公式。
　　 4.總結(jié)了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有FRP筋與混凝土粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系模型，同時(shí)利用現(xiàn)有BPE模型和CMR模型對(duì)試驗(yàn)得到的粘結(jié)-滑移曲