【摘要】：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)使用過程中由于鋼筋銹蝕問題引發(fā)一系列事故,特別是在溫度高、濕度大以及鹽腐蝕等惡劣環(huán)境下,鋼筋的銹蝕問題尤為嚴(yán)重,世界各國(guó)每年需要花費(fèi)巨資用于修繕因鋼筋銹蝕損壞的混凝土建筑物。FRP(Fiber Reinforced Plastic)具有良好的抗腐蝕性能,采用FRP筋代替鋼筋是徹底解決混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕問題的有效方法。在眾多FRP材料中,GFRP筋價(jià)格較低廉,其性能可以滿足眾多使用條件,因此備受研究者的青睞。隨著GFRP材料的廣泛應(yīng)用,GFRP筋材和GFRP混凝土構(gòu)件的耐久性成為眾多學(xué)者關(guān)注的問題,但目前對(duì)二者的耐久性研究時(shí)間較短,且研究多集中在筋材本身,研究?jī)?nèi)容單一,特別是對(duì)GFRP筋及其混凝土構(gòu)件退化規(guī)律和壽命預(yù)測(cè)的研究幾乎空白�；谝陨�,本文首先對(duì)GFRP筋強(qiáng)度退化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)分析了GFRP筋混凝土構(gòu)件粘結(jié)退化過程,并提出了GFRP筋混凝土構(gòu)件使用壽命預(yù)測(cè)模型。論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論包括以下幾個(gè)方面:(1)本文展開GFRP筋在腐蝕環(huán)境下的試驗(yàn)研究,重點(diǎn)研究了溫度、荷載等級(jí)和腐蝕環(huán)境對(duì)GFRP筋抗拉強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,溫度的提升和荷載等級(jí)的提高會(huì)加速GFRP筋的退化,GFRP筋的抗鹽腐蝕性能優(yōu)于其抗堿腐蝕性能。(2)基于Fick第二定律,從理論推導(dǎo)GFRP筋抗拉強(qiáng)度的退化模型,采用試驗(yàn)結(jié)果對(duì)抗拉強(qiáng)度退化模型進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)驗(yàn)證,退化模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,推導(dǎo)得出的退化模型合理。(3)研究氯離子對(duì)混凝土的滲透侵蝕問題,建立氯離子在混凝土中的滲透數(shù)值模型,并通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比裸筋與包裹筋的退化規(guī)律。結(jié)果表明,混凝土并沒有對(duì)內(nèi)部筋材的抗拉強(qiáng)度起到有效的保護(hù)作用,因此本文提出的退化模型可以準(zhǔn)確地描述實(shí)際工程中的GFRP筋抗拉強(qiáng)度退化規(guī)律。(4)本文提出GFRP混凝土構(gòu)件粘結(jié)力退化模型,采用多組試驗(yàn)數(shù)據(jù)求解退化模型,經(jīng)驗(yàn)證,提出的退化模型合理。本文進(jìn)一步在考慮實(shí)際環(huán)境溫度和濕度的情況下,對(duì)其粘結(jié)強(qiáng)度加以預(yù)測(cè)。本文對(duì)GFRP筋及其構(gòu)件進(jìn)行了一系列的耐久性能研究,經(jīng)過研究得到多項(xiàng)具有實(shí)際意義的結(jié)論,對(duì)于GFRP筋在實(shí)際工程中的應(yīng)用和制定相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU37
【圖文】：

圖 1-1 拉擠工藝示意圖1.2.2.2 表面變形熱固性 FRP 筋等截面熱固性 FRP 筋的表面是沒有變形的，這種工藝的筋材往往并不能很好的運(yùn)用于內(nèi)部加固混凝土結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻畈牟荒芎芎玫呐c混凝土有效粘結(jié)，參考鋼筋需要一種表面變形的 FRP 筋，保證它能與混凝土有效粘結(jié)，因此出現(xiàn)了以下幾種單向纖維并有外表面變形的 FRP 筋加工工藝以及方法[20]：（1）用樹脂浸漬 FRP 材料后，在尚未固化的時(shí)候，在纖維表面螺旋纏繞纖維束，然后加熱固化；（2）用樹脂浸漬 FRP 材料后，在尚未固化的時(shí)候，在纖維表面噴涂細(xì)砂，然后加熱固化，使細(xì)砂與材料良好粘結(jié)；（3）用樹脂浸漬 FRP 材料后，在尚未固化的時(shí)候，對(duì) FRP 樹脂進(jìn)行短切，然后連續(xù)壓模；（4）直接將加工成型的 FRP 筋通過機(jī)械加工進(jìn)行表面變形處理。

其中 NaOH、KOH以及 Ca(OH)2都是由國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司制作的商品化學(xué)試劑，見下圖2-2 所示。試驗(yàn)所采用的腐蝕裝置是由本課題組自行設(shè)計(jì)的，主要套筒為 PVC 管，設(shè)計(jì)圖和成品圖，如圖 2-3 所示。試驗(yàn)中部分試件是在 40℃和 60℃的高溫條件下完成的，針對(duì)此類試件，需要對(duì)其進(jìn)行加溫，且需要保持溫度恒定，所以本課題組采用美控 TN-99 型溫控儀進(jìn)行溫度控制。圖 2-1 GFRP 筋 圖 2-2 化學(xué)藥劑（a）設(shè)計(jì)圖

（b）成品圖圖 2-3 腐蝕裝置圖試驗(yàn)中部分試件是在持續(xù)荷載作用下進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，因此針對(duì)此類試件，本課題組也自行設(shè)計(jì)了加載裝置，加載裝置主要由兩部分組成，加載部分和反力部分，加載部分主要由定制彈簧、固定裝置和高強(qiáng)螺母組成，加載的原理主要是通過反力架來(lái)完成的，如下圖 2-4 為加載裝置制作圖，2-5 為反力部分，2-6為加載部分所示。

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7 吳妙生,周祝林;OPTIMUM DESIGN OF ADHESIVE BONDING OFRESIN-BASE COMPOSITES[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);1997年11期

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本文編號(hào)：2783136