高溫后FRP筋拉伸性能及其與混凝土粘結性能試驗研究.pdf

1、纖維增強聚合物（FRP）筋具有重量輕、抗拉強度高、耐腐蝕性能好等諸多優(yōu)點，可作為鋼筋的替代或補充材料用于增強混凝土結構，因此在土木工程領域受到廣泛研究和實際應用。但由于FRP筋熱穩(wěn)定性差，在一定程度上限制了FRP筋的推廣應用。與鋼筋混凝土結構相似，FRP筋與混凝土的粘結性能是二者協同工作的基礎。但由于高溫后FRP筋會發(fā)生?；?、熱分解，FRP筋與混凝土的粘結性能會發(fā)生顯著變化。因此，研究高溫后FRP筋力學性能及其與混凝土粘結性能對于FRP

2、筋混凝土結構防火、抗火至關重要。本文通過拉伸試驗、拉拔試驗，著重研究了高溫后FRP筋的縱向拉伸性能以及高溫后FRP筋與混凝土之間的粘結性能。主要包括以下幾方面工作:
　　 1.通過拉伸試驗對高溫作用前后BFRP筋和GFRP筋的縱向拉伸性能進行試驗研究。試驗參數包括溫度、FRP筋直徑、FRP筋種類和恒溫時間。結果表明，隨著溫度的升高，FRP筋的抗拉強度逐漸下降。在試驗溫度范圍內，高溫作用對FRP筋的拉伸彈性模量影響較小。隨著直徑的

3、增大，BFRP筋的抗拉強度呈增大趨勢，但增大幅度較小。BFRP筋直徑越小，高溫后BFRP筋抗拉強度降低程度越大;不同溫度作用后，FRP筋直徑對彈性模量的影響沒有明顯規(guī)律。BFRP筋的耐高溫性能優(yōu)于GFRP筋。在270℃高溫作用下，隨著恒溫時間的增加，FRP筋的抗拉強度逐漸下降，在0.5h內下降較大，之后下降變緩。
　　 2.通過拉拔試驗對高溫作用前后BFRP筋和GFRP筋與混凝土之間的粘結性能進行試驗研究。試驗參數包括溫度、粘結

4、長度、FRP筋直徑、混凝土強度等級、混凝土保護層厚度及混凝土表面涂刷防火涂料。結果表明，FRP筋與混凝土的粘結強度隨著溫度的升高而降低，GFRP筋較BFRP筋與混凝土的粘結強度受溫度影響更大。FRP筋與混凝土的粘結強度隨著粘結長度和FRP筋直徑的增大而減小，隨著混凝土保護層厚度和混凝土強度的增大而增大。在不同高溫作用后，BFRP筋與混凝土的粘結強度高于GFRP筋與混凝土的粘結強度;涂防火涂料對FRP筋與混凝土粘結強度的影響無明顯規(guī)律。在

5、沒有合適的防護措施下，當工作溫度高于300℃時，BFRP筋和GFRP筋均不適宜用作混凝土增強材料。
　　 3.建議了高溫后FRP筋抗拉強度折減系數;基于試驗結果及國內外現有研究成果，提出了常溫下和高溫后FRP筋與混凝土之間粘結強度計算公式，提出了常溫下和高溫后FRP筋在混凝土中的錨固長度計算公式。
　　 4.總結了國內外現有FRP筋與混凝土粘結-滑移本構關系模型，同時利用現有BPE模型和CMR模型對試驗得到的粘結-滑移曲