玻璃纤维束的力学性能及玻璃纤维编织网增强混凝土的粘结性能研究

发布时间：2020-09-12 18:45

　　玻璃纤维编织网增强混凝土(Glass Textile Reinforced Concrete,简称GTRC)是一种新型建筑材料,其具有高承载力、抗裂性能好、耐腐蚀等优点。研究玻璃纤维编织网与基体之间的粘结性能是应用玻璃纤维编织网增强混凝土的前提条件。而在将玻璃纤维编织网应用到混凝土基体前,首先应先测试玻璃纤维网的基本力学性能。为此,本文进行了如下几方面的研究:利用MTS万能试验机对五种常见的玻璃纤维束进行了准静态拉伸测试。利用Instron Ceast 9340落锤系统对五种玻璃纤维束进行动态冲击试验。利用Weibull分布模型对试验数据进行统计分析,量化了玻璃纤维强度的离散性。从结果可以看出:每种玻璃纤维束表现出其不同的力学性能应变率相关性。静载下有涂覆层定型而成的玻璃纤维束其破坏模式是分步破坏的,动载下玻璃纤维束又呈现随应变率不同的破坏形态,这与其纤维的力学性能差异有关,且表明玻璃纤维束的破坏形态与应变率有关。同时,采用Weibull分布拟合玻璃纤维束拉伸强度的相关系数r值均大于0.95,说明Weibull分布能很好的预测应变率条件下玻璃纤维束的分布规律。对玻璃纤维编织网增强混凝土的基体进行TRC基体流动性能的测试,采用了自密实混凝土的坍落度、坍落流动度以及坍落流动时间T_(50)对TRC基体流动性能力进行了检测。在试验基础上,调整水胶比和减水剂的含量,配制出C1、C2、C3三种配合比不同的混凝土基体,而后对三种基体进行了工作性能和力学性能的试验和分析。结合混凝土基体的工作性能及强度,选出具有良好工作性能和力学性能的TRC基体。试验结果表明:C3基体的流动性能好且强度较高,其工作性能比C1基体和C2基体好,且强度也满足TRC基体的要求,即采用混凝土C3配合比的基体能满足TRC的基体要求。利用MTS万能试验机对两种涂覆层玻璃纤维束的埋深深度(10mm、15mm、20mm)、混凝土强度和工作性能以及纤维网表面浸渍环氧树脂后粘砂处理三种情况下进行拔出试验测试,研究两种玻璃纤维束与TRC基体的粘结性能影响。试验结果表明:随埋深的增大,拔出刚度呈整体上升的趋势,且拔出刚度始终为正值;在10-20mm的埋深深度内最大拔拉力随着纤维束的埋深增加而增大;等效粘结强度其随着埋深的增大而减小;拔出功随着埋深增加而增大,且在埋深20mm时的增加幅度最大。混凝土的强度和工作性能均能影响纤维编织网与混凝土基体的粘结性能,提高混凝土基体的强度以及改善基体的工作性能均能提高混凝土基体与纤维编织网的粘结能力。且改善混凝土基体的工作性能更能提高纤维编织网与基体的粘结性能。纤维编织网涂覆环氧树脂粘砂处理后能提高其二者的粘结性能,且增强效果很明显。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU528
【部分图文】：

劣化过程,钢筋混凝土

建筑的装修中，并表现出了不可替代的作用[研究的过程中表明其在工程应用中也存在一强度低、养护周期长、不耐高温、韧性差以及在一些应用对于裂缝、强度要求高的工程中出:“钢筋锈蚀、寒冷地区的冻害是导致混凝破坏的主要原因。”钢筋锈蚀后，体积膨胀到胀力，混凝土表面出现裂缝甚至脱落，一定混凝土构件的性能劣化过程如图 1.1 所示[4]混凝土钢筋锈蚀问题的关键所在[5]。一般环mm 时，对结构构件承载力的影响不大，而钢着裂缝宽度的进一步增加，结构构件的承载就不能再忽略了，因而只要对混凝土结构的裂会得到保障，才能延长结构寿命，降低维修

纤维束,方式

工程硕士学位论文粉煤灰和硅灰以降低混凝土碱性、采用低碱度的硫铝酸盐水泥等措施改善玻维在混凝土中的耐久性。纤维编织网就是按一定的方向将纤维束有规律的编织而成，有经纬两个方向个方向都是由纤维束编织而成，而纤维束又由许多的纤维单丝组成，图 1.3 的是纤维束的制成方式，纤维束可以是平直编织而成，也可以是多束纤维束形成。

编织形式,纤维束,纱线

（a）单根纤维丝（b）平直纤维束（c）扭转纤维束图 1.3 纤维束的制成方式[27]编织网是由纤维束通过不同的编织方式编织而成，而纤维束本身也有不同编织形式，包括连续长丝纱线和复合纱线，纤维束编织方式见图 1.4。连续长丝纱线由单根或多根连续纤维组成，有方向性，纱线中纤维互相平行顺直，如（b）；纱线中纤维有捻，如（c）~（f）；也可弯曲成圈形，如图（d）。复合纱线是由连续纤维和短切纤维或两种以上的纱线混合组成的纱线[28]，如（e）~（f）。

【参考文献】