FRP筋增強海砂混凝土梁耐腐蝕性能試驗研究.pdf

1、隨著國家對沿海及島礁的建設開發(fā)，部分地區(qū)河砂短缺現(xiàn)象十分嚴重，無論從經(jīng)濟效益還是社會效益上都必須減少河砂資源的開采，將目光投向海砂資源。但是海砂中含有的超標氯離子會引起鋼筋的銹蝕。近年來，國內(nèi)外學者提出采用纖維增強塑料筋(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題。本文以梁為研究對象對FRP筋增強海砂混凝土結(jié)構(gòu)進行了研究，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。故本文首先通過試驗研究了FRP筋與海砂混凝土的粘結(jié)性能。試驗共制作并測試了50個拉拔試件，以獲得FRP筋與海砂混凝土間的短期與長期粘結(jié)性能。試驗配置了5％NaCl鹽溶液來模擬海水，并通過3、6個月齡期下兩種腐蝕方式進行研究，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、以

3、及粘結(jié)強度隨腐蝕齡期的變化。之后，本文通過試驗研究了FRP筋增強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個月齡期下FRP筋增強海砂混凝土梁的長期受彎性能。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筋增強海砂混凝土梁的長期退化規(guī)律。
　　通過FRP筋與海砂混凝土粘結(jié)性能試驗，獲得如下結(jié)論:40℃鹽溶液干濕循環(huán)下，6個月齡期內(nèi)，SFCB與海砂混凝土的粘結(jié)強度變化

4、不大，甚至有所增加，BFRP筋與海砂混凝土間的粘結(jié)強度呈現(xiàn)出波動情況。50℃鹽溶液浸泡下，6個月齡期內(nèi)，SFCB與海砂混凝土的粘結(jié)強度變化不大。但BFRP筋與海砂混凝土間的粘結(jié)強度有所退化。另外，所有FRP筋材在浸泡作用下粘結(jié)強度相比干濕循環(huán)更低。
　　通過FRP筋增強海砂混凝土梁抗彎性能試驗，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個月后是筋材斷裂破壞。通過干濕循環(huán)和浸泡3、6個月齡期試件的對比發(fā)現(xiàn):BFRP、CFRP和SFCB梁經(jīng)過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。分析認為，BFRP箍筋和混凝土界面的退化是F