GFRP筋-混凝土与钢筋-混疑土的粘结性能对比研究

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1、GFRP筋一混凝土与钢筋一混凝土的粘结性能对比研究顾海荣(江苏省送变电公司，江苏南京211102)摘要：采用拉拔试验研究相同直径GFRP筋和钢筋与混凝土的粘结性能。比较冻融循环前后的粘结性能，并分析冻融循环条件、筋材种类等因素对粘结性能的影响，试验结果表明冻融循环作用后的GFRP筋混凝土粘结强度高于钢筋混凝土粘结强度。关键词：GFRP筋；钢筋；冻融循环；粘结性能Abstract：ThepaperpresentsastudyonthebondbehaviorofconcretereinforcedwithGFRPbarsandsteel

2、barsreinforcingconcrete．Thepull—outtestisusedtostudythebondbehaviorbeforeandafterfreezing—thawingcycles．Theinfluenceoftypesofreinforcedmaterialsandconditionsoffreezing-thawingcyclesarealsostudied．TheconclusionsindicatethatthebondstrengthofGFRPreinforcingconcreteishigher

3、thanthatofconcretereinforcedwithsteelbarsafterfreezing—thawingcycles．Keywords：GFRPbars；steelbars；freezing-thawingcycles；bondbehaviorO引言20世纪50年代美国国家高速公路系统大规模的建设．增加了结构维修的费用。为防止路面积雪成冰而使用除冰盐．发生了与海洋工程类似的腐蚀破坏。这一现象引起了人们的重视并不断寻找解决办法。后来研究人员发现FRP筋具有轻质高强、抗疲劳、非磁性、耐腐蚀等优点。但是直至I]70年代。

4、Marshall—Vega公司率先在美国应用FRP筋，这种材料才被逐渐用于土木工程【l】。粘结强度是增强材料与混凝土之间能够协同工作的基础．是筋材能够在混凝土结构中应用的最重要依据121。在正常使用状态下。筋材的性能能否得到有效地发挥．取决于其与混凝土粘结的有效程度。在中国长江以北沿海地区，冬季施工往往受到气温影响．低温下的钢筋混凝土结构会经历复杂的冻融循环．而冻害往往会破坏结构耐久性，降低筋材与混凝土之间的粘结性能．这已成为实际工程中不可忽视的重要问题I酬。鉴于此．本文研究了直径为14InlTI的GFRP筋和钢筋．在室温条件下和快速

5、冻融50个循环条件下粘结性能．对比GFRP筋混凝土和钢筋混凝土之间的性能差异．评价了GFRP筋的抗冻性能。1试验1．1原材料试验所用GFRP筋为南京锋晖复合材料有限公司生产的Ⅲ型GFRP筋，钢筋为HRB335。性能指标见表1。水泥为中国水泥厂生产的P．042．5．基本性能指标见表2。细骨料为中砂，粗骨料级配为5。31．5mm。江苏建筑科学研究院生产的减水剂．减水率为0．25。采用两种配合比制备混凝土，强度等级均为C30．两种混凝土配合比及力学性能指标见表3。表1Ⅲ型GFRP筋与钢筋的性能指标基金项目：中央高校基本科研业务费项目(201

6、4808214)。—．14-_-i垂材型垒墅堕望竺兰竺竺竺二兰兰圭兰竺竺二兰兰兰竺竺堂竺兰●霍幽1．2试验方法根据《水工混凝土试验规程》(S”52—2006)，采用中心拔出试验方法进行GFRP筋、钢筋与混凝土的粘结性能研究。试验步骤如下：(1)准备工作。试验所用钢筋与GFRP筋的长度均为500mm。埋入长度均为150mm。试验前将GFRP筋表面擦拭干净．钢筋表面用钢丝刷刷净．并浸泡于酒精中。3d后晾干。(2)试件制备。将钢筋与GFRP筋分别固定于钢模中心位置，配制混凝土后一次性浇筑振捣成型。其中．采用配合比一制作6个钢筋混凝土试件和6

7、个GFRP筋混凝土试件：采用配合比二制作12个钢筋混凝土试件和12个GFRP筋混凝土试件。(3)养护措施。普通试件在成型后可用塑料膜覆盖表面。1d后拆模并将其置于温度为(20-z3)oC、相对湿度为(98±2)％的标准养护室中，28d后即进行拉拔试验。(4)冻融措施。对需要进行冻融循环的试件，养护24d后将其从养护室中取出并浸泡于(20±2)oC的水中，浸泡时水面高出试件顶面约20．30mm。浸泡4d后开始对其施以50次的冻融循环。将试件置于标准冻融箱中．箱内水位高度保持在试件顶端5mm以上。对试件进行50次冻融循环，每次循环在24h

8、R完成。且融化时间不少于整个冻融循环时间的1／4；在冻结和融化过程中．试件中心温度分别控制在一(18+2)℃和(5±2)℃。在任意时刻，试件中心温度不可高于7℃．也不可低于一20℃。本次试验选择的冻融循环次数为50次。(