混凝土的GFRP筋受压性能研究范文

《建材技术与应用杂志》2014年第四期

1试验结果与分析

1．1试验现象描述根据不同直径大小的GFRP筋在碱溶液中浸泡20d和120d之后筋体表面发生的变化情况的比较可以看出，随着浸泡时间的逐步增加，筋体由最初的表面出现白斑直至筋体全部变白，而且筋的直径越小，该种现象越明显。

1．2试验结果的分析与处理

1．2．1试验结果在试验过程中，GFRP未出现即将受到损坏的预兆现象，当加载荷载达到极限值时，筋体会出现巨大声响，同时被破坏。试验得出试件位移的线性曲线，与胡克定律相符合。本文用直径10mm的GFRP筋作为样本。当筋体承载力达到极限值时出现较大的改变，承载力稍微下降了一点。GFRP筋在不同浸泡时间下的破坏情况不尽相同，GFRP筋在人工配制的海水溶液中浸泡时的受压形式，主要以劈裂和剪切为主要表现形式。全部108个试件，37%的试件遭受剪切破坏，63%的试件遭受劈裂破坏。直径为8mm的试件遭受剪切损坏的概率为27．62%，直径为10mm的试件遭受剪切破坏的概率为39．25%，直径为12mm的试件遭受剪切破坏的概率为33．13%。3种直径的筋体遭受劈裂破坏的概率分别为54．68%、65．35%和76．33%。该现象表明，筋体的直径越小越容易发生劈裂破坏。通过20d、40d、60d、80d、100d、120d的浸泡，GFRP筋体出现剪切损坏的概率分别为62．67%、57．14%、43．89%、29．68%、26．55%和16．81%，发生劈裂损坏的概率分别为31．28%、45．24%、57．98%、76．32%、74．18%和83．43%。由此可以看出，GFRP筋体随着浸泡时间的增加，出现剪切损坏的几率在逐渐变小。

1．2．2试验结果的分析以统计分析法作为数据处理的基础方法，得出不同直径的GFRP筋体在碱溶液浸泡下的抗压强度指标。直径为8mm、10mm和12mm的筋体，在被浸泡20d之后表现出来的最大抗压强度分别为42．467kN、59．3354kN和92．126kN;在被浸泡120d之后的抗压强度分别为17．578kN、36．461kN和59．889kN。GFRP筋经过拉挤成型，材料自身具有少量离散性质，而且筋体的个别部位存在一定的缺陷，浸泡期间有水分渗透到筋体体内，产生很多的亲水基团，导致纤维与树脂发生分离。浸泡时间越长，筋体被破坏的面积越大，而且慢慢地向GFRP筋体的中心发散。进行抗压试验时，GFRP筋体的两端最先出现破损，树脂与纤维发生分离，荷载越大则分离面积越大，最终整个筋体出现劈裂损坏。筋体直径与筋体的比表面积成反比，而且侵蚀发生的越快，腐蚀程度越严重，最终出现劈裂损坏的几率也就越大。

1．3预测GFRP筋在人工碱环境下的寿命以阿伦尼乌斯公式作为计算的根本依据，可以得出GFRP筋的抵抗外界压力的强度保留率与指数函数相符合。本文以20℃作为试验的标准温度，对不同直径的筋体进行试验，并且进行了指数拟合。直径分别为8mm、10mm和12mm的GFRP筋，在受到人工碱溶液腐蚀的作用下，其抵抗外界压力的强度保留率和浸泡时间的曲线遵循(1)式和(2)式:由以上公式可以推断GFRP筋在碱环境侵蚀下的寿命。

2结论

本文对混凝土在碱环境腐蚀下的GFRP筋受压性能进行了研究，经过试验和对相关数据的分析得出以下结论:

2．1GFRP筋在经过人工配制的碱溶液浸泡之后，位移曲线基本满足线性要求，与胡克定律相符合。筋体在发生损坏之前没有明显的预兆，发生损坏瞬间时出现清脆的响声，这种现象对实际工程是很不利的。

2．2GFRP筋在受到压力荷载时，主要以劈裂和剪切破坏为主要表现形式。GFRP筋浸泡时间越长，发生损坏的几率越大。

2．3试件在人工碱溶液中存留的时间越长，GFRP筋抵抗压力的强度指标、承受的最大荷载以及弹性模量等指标就会越低。

2．4筋体的直径与比表面积成反比，并且筋体越小，腐蚀离子就越容易散开，筋体被腐蚀就越严重，极大地增加了筋体出现劈裂现象的几率。

作者：刘莉单位：太原理工大学建筑与土木工程学院山西职业技术学院