侵蚀环境下frp混凝土界面的粘结性能与耐久性能研究

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1、国内图书分类号：TU375.4TU352.1学校代码：10213国际图书分类号：624密级：公开工程硕士学位论文侵蚀环境下FRP-混凝土界面的粘结性能与耐久性能研究硕士研究生：武玉涛导师：黄智山副教授副导师：王震宇教授申请学位：工程硕士学科、专业：建筑与土木工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2012年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU375.4TU352.1(4-1)U.D.C：624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringBONDPERFORMANCEAND

2、DURABILITYOFFRP-CONCRETEINTERFACEUNDERTHEEROSIONENVIRONMENTCandidate：WuYutaoSupervisor：Assoc.Prof.HuangZhishanAssocSupervisor：Prof.WangZhenyuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDef

3、ence：July,2012Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要我国大部分城市新建基础设施已相继完成，但许多既有建筑由于将要达到设计使用年限、材料老化、设计与施工不合理等因素导致其使用功能、安全性不满足现有规范、标准的要求，国际上土木工程领域的重心也逐渐由新建工程转向现役结构的加固与修复。纤维增强复合材料FRP（Fiber-ReinforcedPolymer）由于耐久性好、重量轻、强度高且施工方便的优点，在既有结构的加固修复中迅速

4、得到广泛应用。在侵蚀环境下服役年久的FRP加固结构会暴露出一些问题，比如粘结强度下降、FRP材料劣化等等。FRP加固钢筋混凝土结构在使用过程中，FRP与混凝土能够长期共同工作的基础是二者间可靠的粘结性能。尽管目前对FRP-混凝土界面粘结性能的研究成果较多，但多是基于未侵蚀情况下的粘结性能试验与分析模型，对于侵蚀后FRP-混凝土界面耐久性能的研究还相对较少。本文通过盐酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液侵蚀下的FRP-混凝土粘结试件的双面剪切试验，研究侵蚀环境下FRP-混凝土界面粘结性能的耐久性问题，对完善现行FRP加固设计规范关于耐久性设计相关

5、条文具有重要的参考意义，主要开展的研究工作如下：1.通过FRP-混凝土粘结试件的双面剪切试验，研究试件在盐酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液侵蚀后的粘结-滑移曲线变化规律；2.通过FRP-混凝土粘结试件加载全过程，分析粘结区域FRP布的应变开展过程，近似计算出极限状态下平均剪应力;3.采用扫描电镜观察破坏界面的显微形态，分析界面受盐酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液侵蚀的机理，探讨FRP-混凝土界面的粘结机理，确定承载力的退化模型。基于上述研究工作，本文得到以下主要结论：(1)荷载较小时，滑移值增长缓慢；当荷载大约达到极限荷载的20%时，粘结界

6、面开始出现裂缝，裂缝逐渐向加载端开展，滑移值快速增长；当荷载达到极限荷载的80%时，粘结滑移曲线一般会出现平缓段；随着荷载继续增长，试件有明显预兆地发生一次性破坏。(2)FRP布的应变由加载端逐渐向自由端传递，应变分布曲线由凹型向凸型转变；运用等效换算的方法得出了试件在极限状态下的平均剪应力一般为2~3.5MPa。(3)分析了界面受盐酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液侵蚀的机理；粘结试件受盐酸溶液侵蚀后承载力下降最为严重，硫酸钠溶液次之，氢氧化钠溶液几乎无影响；提出了粘结承载力的退化模型。关键词：FRP；混凝土；粘结；侵蚀；耐久性-I-哈尔滨

7、工业大学工程硕士学位论文AbstractNewinfrastructureinmostcitiesinChinahadsuccessivelycompleted.Becauseofachievingthedesignlifeofage,materialaging,theunreasonabledesignorconstruction,manyexistingbuildingsdonotmeettherequirementsoftheexistingnorms,standards.Thegravityofcivilengineeringfie

8、ldgraduallyconvertnewconstructiontothereinforcementandrepairofexistingstructures.Fiber-Re