纖維和納米炭黑對GFRP筋與混凝土粘結性能影響.pdf

1、碩士學位論文纖維和納米炭黑對GFRP筋與黜粘結性能影響EffectofFibersandCarbonBlackonBondBehaviorbetweenGFRPRebarandConcrete學號：21006244完成日期：2Q!三生5旦大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要纖維增強聚合物筋(Fl沖筋)具有良好的耐腐蝕性，可用于傳統(tǒng)混凝土結構中替代鋼筋，從而有效解決鋼筋易于銹蝕所

2、造成的結構安全性及耐久性降低的問題。由于FRP筋和鋼筋在制作和力學性能上存在本質區(qū)別，故將其應用于混凝土結構中面臨的一個突出問題是FRP筋與混凝土粘結性能的不足，而良好的粘結性能是FRP筋與混凝土協(xié)同工作的基礎，也是FRP筋在混凝土結構中應用的重要前提。因此，提高FRP筋與混凝土的粘結性能對于FRP筋的工程應用具有重要意義。另一方面，與鋼筋不同，FRP筋為線彈性材料，達到極限抗拉強度之前其應力應變關系基本為線性，沒有明顯的屈服點和屈服階

3、段。因此，將FRP筋應用于同屬脆性材料的混凝土中，所得構件仍為脆性體，破壞時沒有明顯預兆。在混凝土基體中摻入亂向分布的結構型鋼纖維，可降低構件的脆性性質，提高構件破壞前的延性。損傷自診斷混凝土通過在混凝土基體中復合導電相材料，使其具有感知自身應變或損傷的能力，從而滿足結構自我安全檢測的需要，防止混凝土結構發(fā)生突然的脆性破壞，實現結構功能一體化。但為提高混凝土的導電性而加入的導電相介質(如納米炭黑、碳纖維和鋼纖維)，在改善基體導電能力的同

4、時，會對GFRP筋與混凝土的粘結性能產生何種影響并不為人們所了解。在分析了纖維和納米炭黑對混凝土基體基本力學性能的影響后，本文通過立方體中心拉拔試驗，對納米炭黑、碳纖維和鋼纖維及其摻量變化對GFRP筋與混凝土基體粘結性能的影響進行了研究。結果表明：導電相介質對混凝土基體抗壓強度的影響較小；單摻碳纖維和鋼纖維、碳纖維和鋼纖維復摻以及三相導電介質混摻后，均可在不同程度上提高混凝土的劈拉強度和拉壓比，改善混凝土的脆性性質。在混凝土基體中摻入納

5、米炭黑、碳纖維或鋼纖維，均可提高GFRP筋與混凝土的粘結強度，改善其粘結延性；其中鋼纖維的提高作用隨其摻量增加而更加顯著，而碳纖維由于本身分散困難，摻量提高時對GFRP筋粘結強度和粘結延性的提高作用反而會有所下降。復摻納米炭黑和碳纖維對改善GFRP筋與混凝土的粘結性能表現出良好的正混雜效應。最后，將試驗中得到的GFRP筋粘結滑移曲線與連續(xù)曲線模型進行了對比分析，結果證實在素混凝土基體和纖維混凝土基體中，模型曲線和試驗曲線均能吻合良好。綜