FRP筋增強(qiáng)海砂混凝土梁耐腐蝕性能試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著國(guó)家對(duì)沿海及島礁的建設(shè)開(kāi)發(fā)，部分地區(qū)河砂短缺現(xiàn)象十分嚴(yán)重，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益上都必須減少河砂資源的開(kāi)采，將目光投向海砂資源。但是海砂中含有的超標(biāo)氯離子會(huì)引起鋼筋的銹蝕。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出采用纖維增強(qiáng)塑料筋(Fiber Reinforced Plastic Bar，F(xiàn)RP筋)代替鋼筋用于混凝土結(jié)構(gòu)中以解決鋼筋的銹蝕問(wèn)題。本文以梁為研究對(duì)象對(duì)FRP筋增強(qiáng)海砂混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，包括玄武巖纖維筋(BFRP筋)、碳纖維筋(CF

2、RP筋)和鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋(SFCB)。
　　FRP筋與海砂混凝土良好的界面粘結(jié)性能是兩者協(xié)同工作的基礎(chǔ)。故本文首先通過(guò)試驗(yàn)研究了FRP筋與海砂混凝土的粘結(jié)性能。試驗(yàn)共制作并測(cè)試了50個(gè)拉拔試件，以獲得FRP筋與海砂混凝土間的短期與長(zhǎng)期粘結(jié)性能。試驗(yàn)配置了5％NaCl鹽溶液來(lái)模擬海水，并通過(guò)3、6個(gè)月齡期下兩種腐蝕方式進(jìn)行研究，包括40℃鹽溶液干濕循環(huán)和50℃鹽溶液浸泡。研究腐蝕后試件的粘結(jié)-滑移曲線，并分析曲線各階段的特點(diǎn)、以

3、及粘結(jié)強(qiáng)度隨腐蝕齡期的變化。之后，本文通過(guò)試驗(yàn)研究了FRP筋增強(qiáng)海砂混凝土梁的抗彎性能。共制作20根梁，研究短期受彎性能以及在鹽溶液干濕循環(huán)及浸泡下3、6個(gè)月齡期下FRP筋增強(qiáng)海砂混凝土梁的長(zhǎng)期受彎性能。從破壞模式、承載能力、延性、裂縫發(fā)展等角度研究分析海洋環(huán)境下FRP筋增強(qiáng)海砂混凝土梁的長(zhǎng)期退化規(guī)律。
　　通過(guò)FRP筋與海砂混凝土粘結(jié)性能試驗(yàn)，獲得如下結(jié)論:40℃鹽溶液干濕循環(huán)下，6個(gè)月齡期內(nèi)，SFCB與海砂混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度變化

4、不大，甚至有所增加，BFRP筋與海砂混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度呈現(xiàn)出波動(dòng)情況。50℃鹽溶液浸泡下，6個(gè)月齡期內(nèi)，SFCB與海砂混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度變化不大。但BFRP筋與海砂混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度有所退化。另外，所有FRP筋材在浸泡作用下粘結(jié)強(qiáng)度相比干濕循環(huán)更低。
　　通過(guò)FRP筋增強(qiáng)海砂混凝土梁抗彎性能試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn):FRP筋海砂混凝土梁的受彎性能與FRP筋普通混凝土梁相似。對(duì)于未腐蝕的試件，正截面受彎破壞的BFRP、CFRP筋海砂混凝土梁荷載

5、撓度曲線基本成線性發(fā)展;SFCB海砂混凝土梁的曲線表現(xiàn)出良好的二次剛度。干濕循環(huán)和浸泡腐蝕后，BFRP、CFRP梁大多數(shù)發(fā)生了彎曲加剪切兩者皆有或剪切破壞，少量發(fā)生彎曲破壞。SFCB梁大多為混凝土壓潰破壞，但浸泡6個(gè)月后是筋材斷裂破壞。通過(guò)干濕循環(huán)和浸泡3、6個(gè)月齡期試件的對(duì)比發(fā)現(xiàn):BFRP、CFRP和SFCB梁經(jīng)過(guò)腐蝕后極限荷載和延性均有不同程度下降，且相同齡期下浸泡比干濕循環(huán)的承載力更低。分析認(rèn)為，BFRP箍筋和混凝土界面的退化是F