鋼筋銹蝕是造成橋梁服役性能退化的重要原因之一。碳纖維增強復(fù)合材料(CFRP)具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點,逐漸在橋梁建設(shè)中得到推廣與應(yīng)用。本文針對不同工況(常溫干燥、常溫水浸泡、高溫干燥和濕熱環(huán)境)以及不同應(yīng)力水平下CFRP筋的蠕變性能,研究不同環(huán)境對CFRP筋蠕變性能的影響規(guī)律與機理。本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)通過力學(xué)分析,并結(jié)合試驗手段研究了碳纖維增強(CFRP)筋的端部楔塊嵌入式錨固系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)該錨固系統(tǒng)既能避免剪切破壞的發(fā)生,又能有效解決由于粘結(jié)力不足造成的錨固失效問題;通過拉伸和短梁剪切試驗,測試了CFRP筋的拉伸性能和剪切性能。(2)基于杠桿原理,設(shè)計制造了CFRP筋蠕變試驗裝置;并利用該裝置研究了不同應(yīng)力水平下CFRP筋在常溫干燥、常溫水浸泡、高溫干燥和濕熱環(huán)境中的蠕變性能。結(jié)果表明,在試驗周期內(nèi),常溫干燥和常溫水浸泡下的CFRP筋的應(yīng)變緩慢增加;在高溫干燥和高溫水浸泡環(huán)境下,CFRP筋的蠕變變形均為先上升,然后降低;應(yīng)力水平的大小對CFRP筋的蠕變性能無明顯影響。不同環(huán)境下CFRP筋蠕變性能變化被歸因于樹脂基體的在高溫水解、樹脂-纖維界面脫粘以及后固化。(3)研究...

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1纖維增強復(fù)合材料蠕變曲線[34]

FRP的蠕變行為與鋼筋有著明顯區(qū)別。與鋼筋不同,FRP筋的蠕變斷裂強度遠(yuǎn)小于其靜力拉伸強度。聚合物樹脂的粘彈性響應(yīng)以及對于溫度的敏感性使得FRP材料比金屬材料的蠕變和其他的速率依賴性現(xiàn)象更敏感。當(dāng)持續(xù)荷載和大于它們40%的熔化溫度作用于金屬材料時,它們將會表現(xiàn)出明顯的蠕變現(xiàn)象[3....

圖2-1環(huán)氧樹脂基CFRP筋

本試驗采用的碳纖維是由中國石油化工集團有限公司提供,而環(huán)氧樹脂(雙酚A型環(huán)氧樹脂)和固化劑(酸酐類固化劑)均是由哈爾濱玻璃鋼研究院提供,最后由哈爾濱玻璃鋼研究院經(jīng)過拉擠成型工藝加工而成,環(huán)氧樹脂基CFRP筋的直徑均為4mm,纖維體積含量為73%,試樣如圖2-1所示。2.1.2C....

圖2-2膠黏劑-鋼管界面脫粘

錨固初期進行了預(yù)實驗,采用的系統(tǒng)為CFRP筋劈開嵌入楔塊錨固系統(tǒng)。由于本試驗錨固系統(tǒng)采用的鋼管壁厚非常小,無法做成內(nèi)壁具有一定長度的梯度模型。所以未對鋼管內(nèi)壁進行任何加工處理。當(dāng)錨固完成后進行拉伸試驗出現(xiàn)了拉脫現(xiàn)象,如圖2-2所示。針對于出現(xiàn)的膠黏劑-鋼管界面的脫粘現(xiàn)象,提出了以....

圖2-3 CFRP筋端部劈開嵌入楔塊錨固系統(tǒng)示意圖

經(jīng)過綜合考慮,本實驗仍采用CFRP筋劈開嵌入楔塊錨固系統(tǒng)方法進行錨固,只不過需要先將鋼管內(nèi)壁加工成一定長度的螺紋狀。碳纖維層楔塊錨固系統(tǒng)先將CFRP筋的兩端從中間劈開一定的長度,然后用小型楔塊將其固定住,通過拉伸環(huán)氧樹脂基CFRP筋的過程中產(chǎn)生的擠壓錨具鋼管內(nèi)壁將外荷載傳遞至鋼管....

本文編號：4042079