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玄武岩复合材料筋增强ECC受拉性能及裂缝控制机理

2022-09-08欧阳建新郭荣鑫万夫雄马倩敏

硅酸盐通报 2022年8期

欧阳建新,郭荣鑫,万夫雄,马倩敏,杨 洋

(昆明理工大学建筑工程学院,云南省土木工程防灾重点实验室,昆明 650500)

0 引 言

纤维复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)是由纤维材料与基体材料按一定比例混合并经过一定工艺复合形成的高性能新型材料[1],与钢筋相比,其拉伸强度高,密度小,耐久性能好。工程水泥基复合材料(engineered cementitious composite, ECC)是由美国密歇根大学Li等[2]根据微观力学和断裂力学研发的一种稳态多缝开裂的纤维水泥基复合材料,其极限拉伸应变可超过3%,同时裂缝宽度一般不超过100 μm[3]。

工程结构由于各种原因需要采取加固措施以保证其安全性和耐久性,常用的加固方法有增大截面加固法、外包型钢加固法、粘贴钢板或碳纤维布加固法等,但现有的这些加固方法均存在不同问题[4],因此寻找更适合混凝土结构的加固方法显得尤为重要。近年来,研究人员尝试将FRP与ECC结合,以增强钢筋混凝土结构承载力,延长其使用寿命[5-8]。研究表明,用FRP筋或FRP格栅增强ECC(FRP-ECC)来加固钢筋混凝土梁,能够显著提高结构的抗弯、抗剪承载力[9-10],同时由于ECC具有高延性特征,被加固梁表现出良好的延性破坏特点[11]。

前期关于FRP-ECC加固混凝土结构的研究大部分集中于FRP-ECC对加固结构承载能力的提升,近年来,已有学者开始研究FRP-ECC本身力学性能以及二者共同作用机理。朱忠峰等[12]研究了FRP格栅增强ECC单轴拉伸力学性能及其本构模型,认为FRP格栅与ECC基体的黏结性能良好,能够充分发挥FRP的力学性能,所建立的本构模型能有效预测其受拉应力应变关系。……

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