bfrp筋及玄武岩纤维再生混凝土粘结特性概述

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1、BFRP筋及玄武岩纤维再生混凝土粘结特性概述1绪论1.1引言FRP筋与混凝土之间可靠的粘结是两者可以共同工作的基础，这也决定FRP筋能否取代钢筋在混凝土结构中得以广泛应用。现有国内外学者对FRP筋与纤维混凝土粘结性能进行的相关研究表明[12-13]：纤维掺量为0.2%时粘结强度优势明显，混凝土的强度等级对粘结强度的影响并不明显。鲜有关于BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土的粘结性能方面的研究，因此对该方面问题的研究具有一定的理论意义与使用价值。为了解决路面腐蚀问题，将FRP筋代替钢筋用于路面。如我国北黑高速公路某段，将BFRP筋部分代替钢

2、筋用做路面构造筋，现在该公路运行状况良好，该工程实例为以后FRP筋广泛应用于路面结构打下基础。海风中海盐粒子所含氯化物离子对沿海结构的侵蚀，使得结构发生早期劣化，FRP筋被视为解决钢筋锈蚀问题目前为止最理想的材料，因此在沿海地区结构中应用广泛。工业废水与生活废水是腐蚀钢筋的重大杀手，其他气、固态和液态的化学品也可以对钢筋造成腐烛。BFRP筋大大优于钢筋的耐蚀性,使它在污水处理厂、废水处理设备、石油化工设备、造纸设备、液化气体设备、氮气罐、空气罐、矿物燃料管道、贮罐、冷却塔、烟囱、核电设备上都可以广泛使用。1.2FRP筋的性能与应用1.

3、2.1性能和特点FRP筋是由多股连续长纤维与树脂基体材料胶合，并经合成有机高强纤维注入树脂材料经挤压、拉拔成型而成的筋材。纤维是增强材料,基材粘结、传递剪力。现常用的FRP筋主要有：碳纤维（CFRP）筋、玻璃纤维（GFRP）筋、芳纶纤维（AFRP）筋、玄武岩纤维（BFRP)筋，与钢筋比FRP筋有如下特点：FRP筋优点:（1）抗拉强度高。FRP筋抗拉强度约为1500-2400MPa，甚者可达3700MPa，远高于普通钢筋。（2）FRP筋是线弹性材料,无屈服平台。（3）密度小。比重约为钢筋的1/5，可明显减轻结构自重，用于桥梁结构可大幅提

4、高跨越能力，改善承载效率。（4）耐腐烛性能好。纤维与基体材料自身的耐腐蚀性使得FRP筋耐腐蚀性明显优于钢筋，将FRP筋用于桥梁、港口、隧道等结构中明显减少由于腐蚀带来的巨大损失。（5）抗疲劳性能优良。FRP筋有出色的耐疲劳特性。（6）电磁绝缘性佳。对某些特殊建筑，FRP筋的非磁性特质可以克服混凝土结构中钢筋对电磁场的不利影响，可用于如电台、雷达站还有国防建筑等。..2BFRC基本力学性能研究2.1玄武岩纤维再生混凝土配合比设计本文采用再生骨料预吸水法，将再生骨料在水中首先浸泡24小时，然后晾至饱和面干状态。在再生粗骨料混凝土强度等级为

5、C40、C50、C60配合比的基础上，采用纤维体积率法,这种方法对原有基准混凝土配比中材料用量没有任何影响，即在基准再生粗骨料混凝土原材料中掺入不同长度（6mm、18mm）、一定体积率（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）的玄武岩纤维,通过试验室试配确定试验用的混凝土配合比。强度达到预期要求后，确定最终配合比，配合比见表2.2。2.2抗压强度试验立方体抗压强度试验主要研究参数包括：混凝土强度等级（C40、C50、C60）、短切纱长度（6mm、18mm）、纤维体积掺合率（0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）。本次试验

6、共制作150mm150mm150mm立方体试件27组，每组3个相同试件。如试件编号为C40-6-0.1表示混凝土强度等级为C40，纤维长度为6mm，纤维体积掺合率为0.1%。纤维再生混凝土与普通混凝土的破坏过程、破坏形态相类似，在加载初期，试块表面没有出现明显的裂缝，随着荷载的逐渐增大，试块表面沿受力方向开始出现细小的裂缝，随后，裂缝条数、宽度逐渐增多、增大。最后，试块表面掉下大量混凝土块，四角的混凝土更是完全脱落，形成两个对立的四角锥，见图2.3。为单独分析立方体抗压强度，现将立方体抗压试验结果以折线图形式绘于图2.4。由图2.4可

7、见，随着混凝土强度等级的增加，所有试件的实际强度均在设计强度左右微小的变化，没有出现较大幅度的波动。具体到每一种强度等级，以未掺入玄武岩纤维短切纱试件的强度为参考。对于混凝土强度等级为C40的试件，当掺入长度为6mm，体积掺量为0.1%和0.3%的短切纱时强度分别降低了0.95%、3.34%，体积掺量为0.2%、0.3%时强度分别提高了0.95%、3.34%，当掺入长度为18mm的短切纱时强度均得到了提高，其提高幅度为1.43%~4.77%，体积掺量为0.3%时提高幅度最大。对于混凝土强度等级为C50的试件，当掺入长度为6mm的短切纱

8、时强度均得到了降低，其下降幅度为0.19%~5.11%，体积掺量为0.4%时下降幅度最大，当掺入长度为18mm的短切纱时强度均得到了提高，其提高幅度为3.03%~5.11%，体积掺量为0.2%时提高幅度最大。对于混凝土强