碳纤维筋受力性能试验研究
2021-08-16叶子璐孙延林石珉慧龚辰轩叶子涵
科学技术创新 2021年24期
叶子璐 孙延林* 石珉慧 龚辰轩 叶 华 叶子涵
(宿迁学院 建筑工程学院,江苏 宿迁 223800)
1 概述
在高层建筑、大跨度桥梁和港口码头以及海底隧道等基础设施中,传统的普通钢筋混凝土结构在耐久性、腐蚀性以及自身强度方面的劣势明显,而纤维钢筋正是从改善材料性能的角度以期优化混凝土结构性能,使混凝土在适应特殊结构或恶劣环境下仍能发挥作用[1]。
CFRP筋是由碳纤维浸润在合成树脂基体中拉挤而成[2]。CFRP筋具有较高的比强度、比刚性,在众多材料中轻量化效果十分明显。作为一种典型的单向纤维复合材料,CFRP筋具有很高的轴向抗拉强度[3],而且时质量轻,抗锈蚀、抗疲劳性能好,有望成为传统钢制体外预应力筋的替代品,尤其是处于恶劣环境下工作的工程结构[4]。
此前在国内外土木工程领域,碳纤维复合材料主要用于加固补强,但将碳纤维筋直接作为筑造本体,其自身的抗拉强度、弹性模量和延伸性等力学特性需要进一步研究,能否与混凝土形成可靠粘结保证协同工作,在特定环境下的工作性能是否优于普通钢筋混凝土相关文献较少[5],因此有必要对CFRP筋自身的性能展开一定的调查探索和试验研究。
2 试验概况
2.1 试件设计
根据GB/T 26743-2011[6]相关要求设计轴向拉伸试件,该试件由CFRP筋材两端用灌胶料锚固于钢管中,总长840mm,其中自由段长度440mm,两端粘结锚固长度各200mm(均满足自由段和锚固段中11d和160mm的要求),为了防止试件加载时夹具的夹持力过大对筋材造成影响,锚固段之外预留100mm的夹持段,如图1所示。……
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