本文選題：FRP-鋼復(fù)合筋　切入點(diǎn)：應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)　出處：《深圳大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：在現(xiàn)代工業(yè)和建筑業(yè)中,鋼筋混凝土作為一種結(jié)構(gòu)材料在工程應(yīng)用中占有相當(dāng)大的比重。當(dāng)暴露于不利環(huán)境時(shí)(碳化、氯離子侵蝕、海洋環(huán)境等),混凝土中作為骨架的鋼筋往往因?yàn)橛泻橘|(zhì)而發(fā)生腐蝕,從而使混凝土結(jié)構(gòu)提前結(jié)束其使用壽命。近年來(lái)興起的FRP筋雖然不易腐蝕,然而FRP是完全線彈性材料,延性不足,工程應(yīng)用推廣存在一定難度。為此,本文提出了結(jié)合兩種材料優(yōu)勢(shì)的新型復(fù)合材料筋,即以鋼筋為內(nèi)芯,在其外部包裹纖維材料形成FRP-鋼復(fù)合筋。本文參考純FRP筋的加工流程,提出了FRP-鋼復(fù)合筋(下文簡(jiǎn)稱復(fù)合筋)的成型工藝,利用FRP筋的生產(chǎn)設(shè)備,完成了復(fù)合筋的工業(yè)化制備。通過(guò)試驗(yàn)手段,對(duì)復(fù)合筋的基本力學(xué)性能及耐久性能展開(kāi)研究,主要包括以下工作:(1)針對(duì)不同類型復(fù)合筋展開(kāi)拉伸力學(xué)試驗(yàn),詳細(xì)介紹了筋材的破壞形態(tài),分析了筋材的屈服強(qiáng)度,極限強(qiáng)度,彈性模量及應(yīng)力-應(yīng)變曲線;基于材料復(fù)合法則,建立了復(fù)合筋的應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型,與試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好。(2)通過(guò)加速銹蝕試驗(yàn),得到不同設(shè)計(jì)銹蝕率的復(fù)合筋試件;利用環(huán)境掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)技術(shù)對(duì)復(fù)合筋試件的銹蝕情況進(jìn)行定性分析,判定有少量疑似鐵銹的產(chǎn)物生成;結(jié)合不同類型筋材的銹層分布及纖維包覆層孔隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)纖維種類和孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合筋耐蝕性能影響顯著。利用X射線微型計(jì)算機(jī)斷層掃描(Micro-XCT)技術(shù)對(duì)銹蝕試件物質(zhì)組分進(jìn)行定量分析,發(fā)現(xiàn)復(fù)合筋的實(shí)際銹蝕率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于未包裹纖維層的光圓鋼筋,CFRP-鋼復(fù)合筋的實(shí)際銹蝕率不到鋼筋的1/10,GFRP-鋼復(fù)合筋的實(shí)際銹蝕率不到鋼筋的1/100。據(jù)此可以認(rèn)為復(fù)合筋具有良好的耐腐蝕性能。(3)在復(fù)合筋-混凝土粘結(jié)滑移試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,主要分析了纖維種類、筋材直徑、表面處理方式等因素對(duì)復(fù)合筋-混凝土粘結(jié)試件的破壞形態(tài),粘結(jié)強(qiáng)度及粘結(jié)-滑移曲線的影響。
[Abstract]:In modern industry and construction, reinforced concrete, as a structural material, accounts for a considerable proportion of engineering applications. In the marine environment and so on, the steel bars used as skeletons in concrete are often corroded because of harmful media, thus making concrete structures end their service life ahead of time. Although the FRP bars that have emerged in recent years are not easy to corrode, FRP is a completely linear elastic material. The ductility is not enough, so it is difficult to popularize the engineering application. Therefore, a new type of composite steel bar, which combines the advantages of two kinds of materials, is proposed in this paper, that is, the steel bar is used as the inner core. In this paper, the forming process of FRP- steel composite reinforcement (hereinafter referred to as composite reinforcement) is put forward with reference to the processing process of pure FRP steel bar, and the production equipment of FRP steel bar is used to make use of the forming process of FRP- steel composite reinforcement. The industrial preparation of composite tendons has been completed. The basic mechanical properties and durability of composite tendons have been studied by means of tests, including the following work: 1) tensile mechanical tests for different types of composite tendons. The failure mode of steel bar is introduced in detail, and the yield strength, ultimate strength, elastic modulus and stress-strain curve are analyzed, and the stress-strain constitutive model of composite reinforcement is established based on the composite rule of materials. Comparing with the experimental data, it is found that the two methods are in good agreement with each other. (2) by accelerating the corrosion test, the specimens with different design corrosion rates are obtained. Environmental scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) were used to qualitatively analyze the corrosion of composite steel specimens, to determine the formation of a small amount of suspected rust products, and to analyze the distribution of rust layer and the pore structure of fiber coated layer in different types of steel bars. It is found that the types of fibers and pore structure have a significant effect on the corrosion resistance of composite tendons. It is found that the actual corrosion rate of composite reinforcement is much lower than that of plain circular steel bar without fiber layer. The actual corrosion rate of CFRP- steel composite reinforcement is less than that of 1 / 10 GFRP- steel composite reinforcement, which is less than 1 / 100 of that of steel bar. It can be concluded that the composite steel bar has a corrosion rate of less than 1 / 100 of that of steel bar. Good corrosion resistance. 3) on the basis of the bond-slip test of composite tendon-concrete, The effects of fiber types, reinforcement diameter and surface treatment methods on the failure patterns, bond strength and bond-slip curves of composite reinforced concrete bonded specimens are analyzed.
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU528

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本文編號(hào)：1667669