纖維和納米炭黑對GFRP筋與混凝土粘結(jié)性能影響.pdf

1、碩士學(xué)位論文纖維和納米炭黑對GFRP筋與黜粘結(jié)性能影響EffectofFibersandCarbonBlackonBondBehaviorbetweenGFRPRebarandConcrete學(xué)號：21006244完成日期：2Q!三生5旦大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要纖維增強(qiáng)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(jié)構(gòu)中替代鋼筋，從而有效解決鋼筋易于銹蝕所

2、造成的結(jié)構(gòu)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(xué)性能上存在本質(zhì)區(qū)別，故將其應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中面臨的一個突出問題是FRP筋與混凝土粘結(jié)性能的不足，而良好的粘結(jié)性能是FRP筋與混凝土協(xié)同工作的基礎(chǔ)，也是FRP筋在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的重要前提。因此，提高FRP筋與混凝土的粘結(jié)性能對于FRP筋的工程應(yīng)用具有重要意義。另一方面，與鋼筋不同，F(xiàn)RP筋為線彈性材料，達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度之前其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系基本為線性，沒有明顯的屈服點(diǎn)和屈服階

3、段。因此，將FRP筋應(yīng)用于同屬脆性材料的混凝土中，所得構(gòu)件仍為脆性體，破壞時沒有明顯預(yù)兆。在混凝土基體中摻入亂向分布的結(jié)構(gòu)型鋼纖維，可降低構(gòu)件的脆性性質(zhì)，提高構(gòu)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(fù)合導(dǎo)電相材料，使其具有感知自身應(yīng)變或損傷的能力，從而滿足結(jié)構(gòu)自我安全檢測的需要，防止混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生突然的脆性破壞，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化。但為提高混凝土的導(dǎo)電性而加入的導(dǎo)電相介質(zhì)(如納米炭黑、碳纖維和鋼纖維)，在改善基體導(dǎo)電能力的同

4、時，會對GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能產(chǎn)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(xué)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(jié)性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：導(dǎo)電相介質(zhì)對混凝土基體抗壓強(qiáng)度的影響較小；單摻碳纖維和鋼纖維、碳纖維和鋼纖維復(fù)摻以及三相導(dǎo)電介質(zhì)混摻后，均可在不同程度上提高混凝土的劈拉強(qiáng)度和拉壓比，改善混凝土的脆性性質(zhì)。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(jié)強(qiáng)度，改善其粘結(jié)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(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)延性的提高作用反而會有所下降。復(fù)摻納米炭黑和碳纖維對改善GFRP筋與混凝土的粘結(jié)性能表現(xiàn)出良好的正混雜效應(yīng)。最后，將試驗中得到的GFRP筋粘結(jié)滑移曲線與連續(xù)曲線模型進(jìn)行了對比分析，結(jié)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