钢筋芯-frp复合筋混杂性能研究

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1、钢筋芯-FRP复合筋混杂性能研究摘要：木文主要是从混杂FRP筋的备制原理，混杂FRP筋基木力学性能预测，钢筋芯-FRP复合筋弹性试验等方面对钢筋芯-FRP复合筋混杂性能做了简要的分析。关键词：FRP筋；混朵性；备制原理；力学性能；弹性试验Abstract:thisarticlemainlyfromthehybridFRPjinthepreparationofprinciple,hybridFRPmusclebasicmechanicalperformanceprediction,FRPcompositesteelrein

2、forcedcore-elasticexperimentofFRPcompositesteelreinforcedcore-mixedabriefanalysisofperformance.Keywords:FRPmuscle;Hybridsex;Preparationofprinciple;Mechanicalproperties;Elasticexperiment屮图分类号：TU392.2文献标识码：A文章编号:1、混杂效应是混杂纤维复合材料所特有的一种现象。它不仅保留了单一纤维复合材料的优点，同时可以以一种纤维的优

3、点來弥补另一种纤维的缺点，相互取长补短，因不同纤维的混杂使之获得优异的综合性能。GFRP筋最显著的优点是抗拉强度高、耐腐蚀，低成本，但是由于GFRP筋应力-应变关系直到破坏是线弹性的，是脆性断裂无屈服点，弹性模量低，FRP筋混凝土结构的挠度较大，裂缝较宽，使其在工程应用方面受到很大的限制。2、混杂FRP筋的备制原理利用混杂效应，通过设计混杂FRP筋中高延伸率纤维和低延伸率纤维的体积比，人为的增加屈服点，通过设计混杂FRP筋中纤维与基体树脂的体积比，可以改变材料极限破坏应变，从而达到提高延性的目的。当将两种纤维混合使用时，

4、应变在达到低延伸率纤维极限破坏应变前，高低延伸率纤维协同变形，共同承受外部荷载。随着应变的增加，低延伸率纤维首先到达极限破坏应变而破坏，如果高延伸率纤维和低延伸率纤维休积比达到一定比例，高延伸率纤维在低延伸率纤维破坏的同时，能够继续承担起由于低延伸率纤维断裂前所承担的荷载，整个荷载全部由高延伸率纤维承担，因此整个过程的应力一应变关系呈现双线性，出现屈服现象，依靠高模量纤维的断裂产生了二次刚度，提高了FRP筋使用安全性能。3、混杂FRP筋基本力学性能预测这种纤维复合材料的力学性能不是单一复合材料的代数和，其破坏过程是各个材

5、料在基体树脂的作用下相互影响的过程。Memders等人提出了HFRP的破坏约束理论，即在HFRP复合材料中，碳纤维首先产生裂纹并进行传播，但会被两侧的玻璃纤维阻止。Phillips提出了纤维朿理论和抑制裂纹传播理论。在混杂FRP筋应变达到低延伸率纤维的极限应变之前，两种纤维与树脂基体协同变形。混杂FRP筋在纤维束受拉时，纤维束断裂是一个陆续发生的过程。对于单一纤维FRP,纤维中的缺陷使那些受力大的薄弱纤维先断裂(在复合材料极限强度40%以下)，纤维受力情况产生重新分配，又有一些受力人而薄弱的纤维陆续断裂，直至纤维束全部断

6、裂。4、钢筋芯-FRP复合筋弹性试验4.1钢筋芯-FRP复合筋试验材料(1)玻璃纤维：：本研究所采用的纤维为北京圣戈班维特克斯玻璃纤维冇限牛产的E玻璃纤维，其表面处理耦联剂为P122,其具体性能为抗拉强度为2350(MPa),弹性模量69(GPa),伸长率4.0(%),密度2.54(g/cm3),直径13(um)。(2)钢绞线：钢绞线采用19丝缠绕而成，单丝直径为0.3mm,公称外径为1.5価。最高极限强度为1600MPa,极限破坏应变在1%附近，其弹性模量为161GPa。(3)树脂：树脂采用E51环氧树脂，利用酸阡固化

7、剂进行固化。釆用环氧树脂作为基体材料的原因是山于该种树脂优异的耐久性能和良好的粘结性能。4.2钢筋芯-FRP复合筋加工过程采用传统的FRP筋拉挤成型设备进行加工，其基本组成为纤维纱架、树脂浸润槽、纤维分纱板、加热成型模具和牵引装置等。4.3试件设计及试验方法根据ACI440.1R-06的规定，当FRP筋的标距长度和直径的比值L0/d在40〜70时，LO/d就不会对•试件的拉伸试验结果产生明显的影响，所以本试验采用标距LOMOOmmo为了保证端部不会被夹坏，同时避免试验机夹具对筋材造成剪切破坏，同时考虑试验机的夹具的尺寸，

8、我们采用自行设计制造的握裹式锚夹具对钢筋芯-FRP复合筋进行锚固。其屮，锚固长度200mm,采用内直径为12mm,壁厚约3mm的无缝管，内部灌浆料采用自配的环氧树脂。拉伸试验采用长春科新材料实验机，加载机制为位移控制，速度为3mm/min0试验采用50mm引伸计进行数据采集，所有数据使用计算机数采系统釆集。5、试验结