螺纹GFRP筋与混凝土黏结性能试验与理论计算

宋泽鹏, 陆春华, 宣广宇, 蔡启明, 步森壮

(江苏大学 土木工程与力学学院, 江苏 镇江 212013)

在服役环境下,混凝土内部的钢筋由于遭受侵蚀介质的作用而发生锈蚀,导致结构耐久性不足.纤维增强复合材料(FRP)是将纤维材料与基体材料进行复合而制成的高性能材料,因其重度低、抗拉强度高且具有耐腐蚀等优良特性,可成为替代普通钢筋服役于各种侵蚀环境下的理想材料,在土木工程中有着广阔的应用前景[1-2].其中,玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋材就是一种应用较广的FRP筋材.

与钢筋一样,FRP筋与混凝土能否有效协同工作的基础就是两者之间的黏结性能,这也是此类筋材能否在混凝土结构中成功应用的最重要依据[3].因此,GFRP筋与混凝土的黏结性能已成为国内外学者十分关注的课题.由于GFRP筋的生产工艺、表面构造及力学性能与钢筋存在差异,故其与混凝土之间的相互作用和黏结性能也明显不同于钢筋[4].表面处理方式不同时,GFRP筋的黏结性能也有所差异[5-7]：粘砂GFRP筋、加肋GFRP筋和加肋粘砂GFRP筋的黏结强度明显高于表面未经处理的GFRP筋.另外,混凝土强度[8-9]与厚度[10]、筋材直径[11-12]与埋深[13]等都会对GFRP筋的黏结性能产生影响.因此,有必要对不同类型(以表面处理方式和直径为主要因素)GFRP筋与混凝土的黏结性能进行深入研究.

本文选取3种直径的螺纹GFRP筋,制备3组拉拔试件,对比分析筋材直径不同的拉拔试件黏结应力-滑移曲线及其破坏特征.同时,基于弹性力学厚……