混凝土的GFRP筋受壓性能研究范文

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《建材技術(shù)與應(yīng)用雜志》2014年第四期

1試驗(yàn)結(jié)果與分析

1．1試驗(yàn)現(xiàn)象描述根據(jù)不同直徑大小的GFRP筋在堿溶液中浸泡20d和120d之后筋體表面發(fā)生的變化情況的比較可以看出，隨著浸泡時(shí)間的逐步增加，筋體由最初的表面出現(xiàn)白斑直至筋體全部變白，而且筋的直徑越小，該種現(xiàn)象越明顯。

1．2試驗(yàn)結(jié)果的分析與處理

1．2．1試驗(yàn)結(jié)果在試驗(yàn)過程中，GFRP未出現(xiàn)即將受到損壞的預(yù)兆現(xiàn)象，當(dāng)加載荷載達(dá)到極限值時(shí)，筋體會(huì)出現(xiàn)巨大聲響，同時(shí)被破壞。試驗(yàn)得出試件位移的線性曲線，與胡克定律相符合。本文用直徑10mm的GFRP筋作為樣本。當(dāng)筋體承載力達(dá)到極限值時(shí)出現(xiàn)較大的改變，承載力稍微下降了一點(diǎn)。GFRP筋在不同浸泡時(shí)間下的破壞情況不盡相同，GFRP筋在人工配制的海水溶液中浸泡時(shí)的受壓形式，主要以劈裂和剪切為主要表現(xiàn)形式。全部108個(gè)試件，37%的試件遭受剪切破壞，63%的試件遭受劈裂破壞。直徑為8mm的試件遭受剪切損壞的概率為27．62%，直徑為10mm的試件遭受剪切破壞的概率為39．25%，直徑為12mm的試件遭受剪切破壞的概率為33．13%。3種直徑的筋體遭受劈裂破壞的概率分別為54．68%、65．35%和76．33%。該現(xiàn)象表明，筋體的直徑越小越容易發(fā)生劈裂破壞。通過20d、40d、60d、80d、100d、120d的浸泡，GFRP筋體出現(xiàn)剪切損壞的概率分別為62．67%、57．14%、43．89%、29．68%、26．55%和16．81%，發(fā)生劈裂損壞的概率分別為31．28%、45．24%、57．98%、76．32%、74．18%和83．43%。由此可以看出，GFRP筋體隨著浸泡時(shí)間的增加，出現(xiàn)剪切損壞的幾率在逐漸變小。

1．2．2試驗(yàn)結(jié)果的分析以統(tǒng)計(jì)分析法作為數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)方法，得出不同直徑的GFRP筋體在堿溶液浸泡下的抗壓強(qiáng)度指標(biāo)。直徑為8mm、10mm和12mm的筋體，在被浸泡20d之后表現(xiàn)出來的最大抗壓強(qiáng)度分別為42．467kN、59．3354kN和92．126kN;在被浸泡120d之后的抗壓強(qiáng)度分別為17．578kN、36．461kN和59．889kN。GFRP筋經(jīng)過拉擠成型，材料自身具有少量離散性質(zhì)，而且筋體的個(gè)別部位存在一定的缺陷，浸泡期間有水分滲透到筋體體內(nèi)，產(chǎn)生很多的親水基團(tuán)，導(dǎo)致纖維與樹脂發(fā)生分離。浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，筋體被破壞的面積越大，而且慢慢地向GFRP筋體的中心發(fā)散。進(jìn)行抗壓試驗(yàn)時(shí)，GFRP筋體的兩端最先出現(xiàn)破損，樹脂與纖維發(fā)生分離，荷載越大則分離面積越大，最終整個(gè)筋體出現(xiàn)劈裂損壞。筋體直徑與筋體的比表面積成反比，而且侵蝕發(fā)生的越快，腐蝕程度越嚴(yán)重，最終出現(xiàn)劈裂損壞的幾率也就越大。

1．3預(yù)測(cè)GFRP筋在人工堿環(huán)境下的壽命以阿倫尼烏斯公式作為計(jì)算的根本依據(jù)，可以得出GFRP筋的抵抗外界壓力的強(qiáng)度保留率與指數(shù)函數(shù)相符合。本文以20℃作為試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)溫度，對(duì)不同直徑的筋體進(jìn)行試驗(yàn)，并且進(jìn)行了指數(shù)擬合。直徑分別為8mm、10mm和12mm的GFRP筋，在受到人工堿溶液腐蝕的作用下，其抵抗外界壓力的強(qiáng)度保留率和浸泡時(shí)間的曲線遵循(1)式和(2)式:由以上公式可以推斷GFRP筋在堿環(huán)境侵蝕下的壽命。

2結(jié)論

本文對(duì)混凝土在堿環(huán)境腐蝕下的gfrp筋受壓性能進(jìn)行了研究，經(jīng)過試驗(yàn)和對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析得出以下結(jié)論:

2．1GFRP筋在經(jīng)過人工配制的堿溶液浸泡之后，位移曲線基本滿足線性要求，與胡克定律相符合。筋體在發(fā)生損壞之前沒有明顯的預(yù)兆，發(fā)生損壞瞬間時(shí)出現(xiàn)清脆的響聲，這種現(xiàn)象對(duì)實(shí)際工程是很不利的。

2．2GFRP筋在受到壓力荷載時(shí)，主要以劈裂和剪切破壞為主要表現(xiàn)形式。GFRP筋浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生損壞的幾率越大。

2．3試件在人工堿溶液中存留的時(shí)間越長(zhǎng)，GFRP筋抵抗壓力的強(qiáng)度指標(biāo)、承受的最大荷載以及彈性模量等指標(biāo)就會(huì)越低。

2．4筋體的直徑與比表面積成反比，并且筋體越小，腐蝕離子就越容易散開，筋體被腐蝕就越嚴(yán)重，極大地增加了筋體出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象的幾率。

作者：劉莉單位：太原理工大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院