GFRP止水对拉螺栓研制与工程应用

发布时间：2020-07-11 07:22

【摘要】：本文通过对清水混凝土结构局部装饰性效果保持问题、建筑工程细部节点防水问题和对拉螺栓施工工艺繁琐等问题的大量调查与研究,并基于对FRP(Fiber Reinforced Ploymer)材料成型工艺、力学特性及各项耐久性能充分认识与研究的基础上,发现可以通过充分利用FRP材料剪切强度低、容易切割施工、耐腐蚀无锈迹等优势研发一种新型对拉螺栓来解决上述问题。论文的主要的研究内容与成果包括以下几点:首先,通过对FRP材料成型工艺特点、造价与传统对拉螺栓施工工艺特点的分析,选取GFRP为主要材料制作GFRP对拉螺栓。通过对加工制作的GFRP螺栓杆体力学性能试验与模板工程体系对对拉螺栓的各项力学指标要求的力学计算对比分析,确定GFRP对拉螺栓的基本尺寸。计算分析表明:GFRP对拉螺栓杆体的抗扭承载力是其工程应用的主要力学控制指标,GFRP螺栓杆体直径不应低于14mm。并根据GFRP螺栓杆体的特点,研制了三种不同形式的GFRP对拉螺栓。其次,通过对拉螺栓-混凝土粘结界面抗渗试验,对比分析各种GFRP对拉螺栓与传统对拉螺栓抗渗性能。并建立了不同的渗流力学模型,对各型对螺栓-混凝土粘结界面的渗流特性以及层面力学参数进行探讨分析。结果显示:对拉螺栓-混凝土粘结界面是混凝土结构抗渗的薄弱环节,对拉螺栓混凝土粘结界面的总体渗透系数在10-5~10-9cm/s范围内;对拉螺栓-混凝土粘结界面的渗流基本上属于层流渗流,符合立方体定律。此外,对组装式GFRP止水螺栓遇水膨胀橡胶止水片尺寸进行了优化试验与分析,得出了遇水膨胀橡胶止水片的最佳装配尺寸。再次,通过高低温湿热循环、冻融循环和酸性高浓度盐溶液浸烘循环三项加速腐蚀条件对螺栓-混凝土粘结界面的渗透性能的影响进行试验与分析。试验结果表明:上述三种腐蚀条件下杆-砼粘结界面的渗透性能均造成了一定不利影响,冻融循环和浸烘循环加速腐蚀条件是影响止水螺栓渗透性能的关键因素,GFRP止水螺栓较传统止水螺栓在长期氯离子加速腐蚀条件下具有更好的止水抗渗性能。最后,通过混凝土足尺墙体试验与工程案例对各型对拉螺栓的施工效率和施工效果进行了对比分析,并通过足尺混凝土墙体低压渗透试验对各型对拉螺栓的止水抗渗性能进行了验证。结果显示:短期内GFRP止水螺栓同传统通丝对拉螺栓、传统通丝止水螺栓均具有较好的抗渗止水性能;GFRP对拉螺栓具有施工效率高、混凝土表观效果好等优点。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU528

【参考文献】