基于玻璃纤维筋与混凝土粘结性能耐久性短期研究

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1、河海大学硕士学位论文玻璃纤维筋与混凝土粘结性能耐久性短期研究姓名：陈诗学申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈礼和;周继凯20070301摘要GFRP筋(GlassFiberReinforcedPolyme0代替铡筋应用的一个关键技术环节就是GFRP筋与混凝土之问粘结锚固性能。目前，国内外对一般环境下GFRP筋与混凝土的粘结性能的研究较多，而侵蚀性环境下GFRP筋与混凝土的粘结性能的研究却很少。由于GFRP筋一般在一些侵蚀性的环境当中代替钢筋使用，因此，这些侵蚀性环境对GFRP筋与混凝土的粘结性能的影响需要进行细致研究。本文模拟一般环

2、境和不同侵蚀性环境，设计加速研究方案，进行了GFRP筋粘结性能试验，研究各种介质环境对GFRP筋混凝土粘结性能的影响。论文主要结论如下：(1)在一般环境下对GFRP筋混凝土进行粘结试验。发现劈裂破坏中，钢筋试件和GFRP筋试件的开裂粘结应力和破坏粘结应力非常接近；在配筋直径相当的情况下，开裂粘结应力和破坏粘结应力与筋种无关，而只与混凝土的抗拉强度有关。(2)在不同介质环境下对GFRP筋与混凝土粘结性能进行耐久性短期试验。试验结果表明：侵蚀性环境下暴露相同周期，钢筋混凝土之间的粘结强度比GFRP筋混凝土之间的粘结强度高；酸性环境下，GFRP筋

3、混凝土和钢筋混凝土粘结强度都有下降，水环境、干环境、碱性环境和盐环境下GFRP筋混凝土和钢筋混凝土的粘结强度都有一定上升：(3)在不同pH值的酸性环境下对GFRP筋与混凝土粘结性能进行了耐久性短期试验。试验结果表明：酸性pH值越低，GFRP筋混凝土与钢筋混凝土粘结强度下降越快；酸性pH值与暴露时间存在近似的Arrhenius关系，可以修改Arrhenius温度与暴露时间关系模型，建立酸性pH值与暴露时间的关系模型。(4)推导出了一般环境、酸性、碱性和盐环境下适用的GFRP筋混凝土保护层厚度计算公式和最小锚固长度计算公式。GFRP筋与混凝土粘

4、结性能的耐久性研究将能够真正实现GFRP筋服务于某些特定环境下的工程结构，减轻工程风险、实现更大的经济利益。关键词：耐久性；GFRP筋；粘结强度；试验研究；临界保护层厚度；最小锚固长度。ABSTRACTAkeytechniqueapplyingGFRPbarstoreplacesteelreinforcementisthebondingpropertybetweenbarsandconcrete．Presently,thepropertyisgenerallyinvestigatedunderordinarycircumstance，but

5、theinvestigationundererosivecircumstanceisless．Generally,GFRPbarsareusedinerosiveenvironmenttoreplacesteelreinforcement，SOwhatinfluenceswilltheerosiveenvironmenttothebondingpropertyshouldbeinvestigatedindetail．Inthepaper,bondingpropertybothinordinaryanderosivecircumstanceh

6、asbeentestedbydesigningaccelerateexperiment．Themainresultsofthepaperarefollowing：(1)BondingpropertyforGFRPbarsunderordinaryenvironmenthasbeentested，nextresultswereobtained：ThefailingbondingstressforGFRPbarsspecimensisclosetosteelreinforcementspecimens．Itshowsthatthefailing

7、stressisindel：lendentofkindsofreinforcement,butrelatetotensilestrengthofconcrete．(2)Durabilityofthebondingpropertyinshort-termbetweenconcreteandGFRPbarsunderdifferenterosiveenvironmentshasbeeninvestigated．Theexperimentresultsshowedwhentheexposuretimeanddiameterofreinforcem

8、entundererosiveenvironmentweresame，thefailingbondingstressofsteelreinforcementwasllighert