自然暴露时间对FRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能的影响

发布时间：2020-08-22 05:53

【摘要】：随着我国城市化的发展,各类建筑工程的规模不断扩大,随之引发的是大量混凝土的使用和越来越大的建筑用砂的需求,在一些地区甚至出现了河砂供不应求的状态。因此,无论从环境保护或是经济角度来考虑,海砂资源的大量开发利用是必然的趋势。但是,海砂中高含量的氯离子如不经处理而直接将其用于混凝土中极易引起钢筋的腐蚀,从而破坏混凝土的结构,引发所谓的“海砂屋”现象。如果使用FRP筋代替混凝土中的钢筋,则不需要经过预先的处理就可以对数量充沛的海砂资源进行使用,这对缓解环境资源的危机进而缓解钢筋在海水海砂中所引发的腐蚀和失效现象具有极其重要的意义。目前,FRP筋混凝土结构多用于桥梁与公路结构的暴露环境中,该结构在海砂代替河砂、以及海洋恶劣环境中耐久性的研究非常有限。针对以上问题,本文研究了随着龄期的发展FRP筋海水海砂混凝土梁受弯性能的变化规律。本文进行了自然暴露环境下,两种FRP筋(BFRP筋与GFRP筋)、三种混凝土(普通混凝土、海砂淡水混凝土与海水海砂混凝土)和三种龄期(3个月、6个月、1年)组合的FRP筋混凝土梁的四点弯曲试验,研究了这三种参数对FRP筋混凝土受弯梁破坏模式、开裂荷载和受弯承载力等的影响。同时,试验还测定了随着荷载的增加FRP筋混凝土梁挠度变形和裂缝发展、以及混凝土和FRP筋应变的变化规律。研究结果表明:(1)龄期的增加对于大多数FRP筋混凝土梁的受弯性能都会产生一定程度的削弱,主要表现为其抗弯承载力和极限挠度随着龄期的增加有所降低。但梁的最大裂缝宽度随着龄期的增加出现逐渐减小的趋势.另外龄期的增长会导致FRP筋海砂混凝土梁开裂荷载先升后降,裂缝间距逐渐增大;(2)短期内混凝土梁的极限挠度、开裂荷载从大到小依次为:海水海砂混凝土梁海砂淡水混凝土梁普通混凝土梁;而随着龄期增加FRP筋梁的受弯性能(如抗弯承载力和极限挠度等)从大到小则越来越趋于:普通混凝土梁海砂淡水混凝土梁海水海砂混凝土梁。(3)BFRP筋由于其抗拉强度与弹性模量优于GFRP筋,其混凝土梁的抗弯承载力、挠度、极限压应变、裂缝的间距与数量均高于GFRP筋混凝土梁,最大裂缝宽度相对于GFRP筋混凝土梁都有一定程度的降低。+最后,利用现有文献和相关规范提出的理论公式对本文试件的抗弯承载力、挠度和裂缝宽度进行了计算,并与试验结果进行了对比,分析了现有理论公式对FRP筋海水海砂混凝土梁的适用性。
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU37
【图文】：

工艺图,二次加工,工艺,连续纤维

1.2 FRP 筋简介FRP 筋是高性能的复合型筋材，通常是把多股连续纤维扭动集束，然后用胶材料（如环氧树脂聚憸和聚乙稀树脂等）浸制基体材料，用特制的模具制作成最后去掉多余的树脂，最终制作成 FRP 筋，进行表面处理后可以做成螺纹带面筋和光面筋等。因此 FRP 筋的特性与其所使用的连续纤维密切相关，在具的工程应用中，需要根据特定需求来选择对应的FRP筋使用。下图 1-1为FRP的生产工艺流程。（a）FRP 筋的制作及粘砂加工工艺示意图

颗粒级配曲线,颗粒级配曲线

自然暴露时间对 FRP 筋海水海砂混凝土梁受弯性能的影响以筛分的情况不同对不同砂进行试验所得出的数据为依据，通过对数坐建的曲线叫做颗粒级配曲线。一般横坐标用来表示颗粒直径，纵坐标用来过率（小于某颗粒直径的砂重累计占比）。

轴心抗压,立方体,圆柱体,海砂

表 2-2 骨料的吸水率与堆积密度海砂混凝土性能 MATEST 万能试验机加载适配立方体与海砂混凝土圆柱体，以检测其能（如下图 2-2）；通过 MATEST 万能试验机测定海砂混凝土在试验过极限荷载与竖向应变，并以此来计算海砂混凝土圆柱体的弹性模量 E 与压强度 cf（如下图表 2-3、图 2-4）材料淡水吸水率海水吸水率堆积密度河砂 0.311% 0.399% 1.029海砂 0.314% 0.526% 1.597石子 0.705% 0.738% 1.597

【参考文献】