連續(xù)玄武巖纖維布加固混凝土圓柱耐久性試驗研究.pdf

1、纖維復合材料作為建筑加固補強材料,在土木工程領域的應用已經(jīng)有很長時間,人們對其的研究也主要集中在碳纖維和玻璃纖維上。BFRP由于具有優(yōu)良的力學性能和相對廉價的生產(chǎn)成本,很快被應用到工程領域。為了科學、安全、經(jīng)濟地應用BFRP這種新材料,工程人員開始對其進行試驗研究。但由于這種材料應用時間不長,相關研究才剛剛開始。那么用BFRP加固的鋼筋混凝土結(jié)構在環(huán)境下的耐久性如何?怎樣對侵蝕環(huán)境下BFRP加固鋼筋混凝土結(jié)構進行耐久性設計?在BFRP應

2、用于加固工程時,這些問題應該引起足夠重視,并得到合理的解決。在此背景下,本文采用試驗研究、數(shù)據(jù)回歸等手段,對凍融循環(huán)、凍融循環(huán)-NaCl鹽溶液復合兩種環(huán)境作用下BFRP耐久性、BFRP加固素混凝土圓柱耐久性進行了研究與分析,主要內(nèi)容和成果如下:
　　 1.通過BFRP片材在凍融循環(huán)、凍融循環(huán)-NaCl鹽溶液復合兩種環(huán)境下的單向水平拉伸試驗,研究環(huán)境類型、環(huán)境暴露時間對BFRP片材抗拉強度、彈性模量、延伸率的影響。結(jié)果表明,兩種環(huán)

3、境作用下抗拉強度、延伸率都呈下降趨勢,彈性模量呈上升趨勢；凍融循環(huán)對片材抗拉強度的影響要比復合環(huán)境更大；復合環(huán)境下彈性模量增長幅度和延伸率下降幅度都高于單一凍融循環(huán)環(huán)境,說明復合環(huán)境更容易使材料脆化。基于試驗結(jié)果,本文還提出環(huán)境作用下BFRP布相對抗拉強度灰色預測模型。
　　 2.通過BFRP約束混凝土圓柱在凍融循環(huán)、凍融循環(huán)-NaCl鹽溶液復合兩種環(huán)境下的軸心受壓試驗,研究環(huán)境因素(凍融循環(huán)、鹽凍復合環(huán)境)、環(huán)境作用時間(循環(huán)

4、次數(shù))、約束方式(無約束、全裹與條帶)、粘接層數(shù)(單層、雙層)及混凝土強度等級(C30、C40)對BFRP約束混凝土圓柱軸壓性能的影響,試驗結(jié)果表明,環(huán)境作用后,在相同條件下全裹約束柱強度保持率大于條帶約束柱,無約束柱強度保持率最低；兩種環(huán)境對約束圓柱縱向變形能力有較大劣化作用,同時在相同條件下全裹約束圓柱比條帶約束圓柱具有更高的變形能力。如果從提高強度、抗震能力、耐久性方面考慮,全裹約束形式優(yōu)于條帶約束形式。同時,本文還對BFRP約束

5、混凝土圓柱在凍融循環(huán)、凍融循環(huán)-NaCl鹽溶液復合兩種環(huán)境作用下的劣化機理進行了分析。
　　 3.在試驗研究基礎上,基于側(cè)向膨脹系數(shù)的極限值趨于漸近值的結(jié)論,研究了環(huán)境對BFRP約束混凝土圓柱的割線泊松比-縱向應力曲線以及割線泊松比的影響。結(jié)果表明,在惡劣環(huán)境下BFRP約束混凝土圓柱的割線泊松比-縱向應力曲線受環(huán)境因素影響而發(fā)生規(guī)律性變化。本文還在極限割線泊松比環(huán)境影響因素分析的基礎上,引入環(huán)境變量,提出了極限割線泊松比的計算公