BFRP基本物化性能报告

BFRP-GFRP复合水泥板与混凝土界面力学性能的研究BFRP/GFRP复合水泥板与混凝土界面力学性能的研究摘要：本研究旨在探究BFRP/GFRP复合水泥板与混凝土之间的界面力学性能。

通过实验方法，对不同界面处理方式下的复合水泥板与混凝土的粘结性能进行了测试。

结果显示，界面处理方式对复合水泥板与混凝土之间的粘结性能有着明显的影响。

引言：随着人们对建筑材料性能要求的提高和对环境保护意识的增强，复合材料在建筑工程中的应用越来越广泛。

BFRP（碳纤维增强聚合物）和GFRP（玻璃纤维增强聚合物）复合水泥板是一种新型的复合材料，在建筑结构中具有较好的耐久性和机械性能。

然而，复合水泥板与混凝土之间的界面粘结性能对于整体结构的性能和使用寿命具有重要的影响。

方法：本研究选择了常见的界面处理方式，包括无处理、粗糙化处理和使用粘结剂处理。

通过拉拔试验和剪切试验，评估了不同界面处理方式下的复合水泥板与混凝土之间的粘结强度和剪切强度。

结果与讨论：实验结果表明，与无处理组相比，经过粗糙化处理和使用粘结剂处理的复合水泥板与混凝土之间的粘结强度和剪切强度均得到了显著提高。

其中，使用粘结剂处理的界面粘结强度和剪切强度最高，达到了XXMPa和XXMPa。

这可以归因于粘结剂的填充作用，能够填充复合水泥板和混凝土之间的微观空隙，提高了界面的粘结性能。

结论：本研究通过实验方法，研究了BFRP/GFRP复合水泥板与混凝土之间的界面力学性能。

结果表明，界面处理方式对于复合水泥板与混凝土之间的粘结性能有着重要的影响。

使用粘结剂处理能够有效提高界面的粘结强度和剪切强度，从而提高复合材料与混凝土的整体力学性能。

这对于提高建筑结构的抗震性能和延长使用寿命具有重要意义。

关键词：BFRP/GFRP复合水泥板；混凝土；界面力学性能；粘结强度；剪切强度。

1聚四氟乙烯是四氟乙烯的聚合物。

英文缩写为PTFE。

聚四氟乙烯的基本结构为. - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 - CF2 -. 聚四氟乙烯广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的,它本身对人没有毒性，但是在生产过程中使用的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)被认为可能具有致癌作用。

聚四氟乙烯相对分子质量较大，低的为数十万，高的达一千万以上，一般为数百万（聚合度在104数量级，而聚乙烯仅在103）。

一般结晶度为90～95％，熔融温度为327～342℃。

聚四氟乙烯分子中CF2单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。

这种分子结构解释了聚四氟乙烯的各种性能。

温度低于19℃时，形成13／6螺旋；在19℃发生相变，分子稍微解开，形成15／7螺旋。

虽然在全氟碳化合物中碳-碳键和碳-氟键的断裂需要分别吸收能量346.94和484.88kJ／mol，但聚四氟乙烯解聚生成1mol四氟乙烯仅需能量171.38kJ。

所以在高温裂解时，聚四氟乙烯主要解聚为四氟乙烯。

聚四氟乙烯在260、370和420℃时的失重速率（％）每小时分别为1×10-4、4×10-3和9×10-2。

可见，聚四氟乙烯可在260℃长期使用。

由于高温裂解时还产生剧毒的副产物氟光气和全氟异丁烯等，所以要特别注意安全防护并防止聚四氟乙烯接触明火。

力学性能它的摩擦系数极小，仅为聚乙烯的1／5，这是全氟碳表面的重要特征。

又由于氟-碳链分子间作用力极低，所以聚四氟乙烯具有不粘性。

聚四氟乙烯在-196～260℃的较广温度范围内均保持优良的力学性能，全氟碳高分子的特点之一是在低温不变脆。

耐化学腐蚀和耐候性除熔融的碱金属外，聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐蚀。

例如在浓硫酸、硝酸、盐酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均无变化，也几乎不溶于所有的溶剂，只在300℃以上稍溶于全烷烃（约0.1g／100g）。

BFRP网格加固混凝土结构的研究综述摘要：玄武岩纤维（BFRP）作为新的纤维材料，不仅其制作所需的原料价格便宜、分布广，而且因其良好的力学性能受到国内外很多学者的研究。

BFRP网与常用的板、条、布、筋加固构件的形式相比，其能够更充分的、牢固的与混凝土构件接触粘结，所以能够更有效的提高混凝土构件的承载力。

本文将为BFRP网在不同混凝土构件上的应用提供理论参考。

关键词：BFRP；BFRP网格；混凝土构件；承载力；力学性能1引言因为纤维増强复合材料（FRP）具有轻质、高强和防腐蚀等优点，在建筑土木工程结构中被广泛应用。

其既可应用于新建结构中，亦可用于加固旧的建筑物。

FRP应用的形式主要有FRP布、FRP管、FRP筋、FRP片等。

随着外贴FRP材料加固技术的不断完善，开发FRP材料新的用途成为近年来国际上广为关注的问题。

纤维网格材加固法是FRP加固技术的一种新的应用形式，具体的方法是将FRP网格状型材通过错钉固定于混凝土构件表面然后再喷涂聚合物水泥砂浆与原有混凝土一体化，从而提高结构的承载能力及而久性。

该技术可用于板、梁等构件底面进行抗弯加固、梁侧面的抗剪加固、包括柱或桥墩进行抗震加固，也可用于隧道等曲面的加固，此外还可在新建结构中代替钢筋应用。

2 BFRP网格的力学性能及frp网格加固的优点玄武岩纤维是由天然材质玄武岩高温融化拉丝而成。

因为其最主要材料玄武岩分布广，来源多，从成本上来说相较于其他纤维低很多。

近些年，玄武岩纤维以其轻质、高强、耐高温、耐久性好等特点，被国内外学者的广泛研究。

玄武岩纤维复合筋材的抗拉伸强度为1200~1600MPa，弹性模量为45GPa~60GPa[1]。

构件加固多为板、条、布、筋等形式，与这些加固形式相比，网格形式的加固具有以下优点[3]：(1)网格的质量相比于钢筋小得多，施工方便，网格的施工应用如图1所示。

图 1FRP网格加固隧道(2)加固效果显著。

连续纤维双向分布，相比与FRP布通过树脂粘结在构件上，网格有机械锚固及聚合物水泥砂浆的作用,能够更高的的与混凝土构件粘结在一起，不易发生脱落，特别在潮湿的环境中。

第42卷第12期2023年12月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETYVol.42㊀No.12December,2023BFRP筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究范小春1,2,崔㊀祺1,2,张㊀澳1,王文琦3(1.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉㊀430070;2.武汉理工大学三亚科教创新园,三亚㊀572000;3.基准方中建筑设计股份有限公司,武汉㊀430070)摘要:本文提出了一种玄武岩筋碱激发海砂混凝土(BASC)梁的新型材料结构构件㊂为了研究BASC梁抗弯性能,制作了5根混凝土梁,研究了玄武岩筋(BFRP)配筋率和不同筋材类型对碱激发海砂混凝土(ASC)梁抗弯性能和破坏模式的影响㊂试验结果表明:BASC梁配筋率的提升对开裂荷载影响不大,但却能有效提高其极限荷载㊂以0.27%配筋率为参照组,当配筋率提高至0.48%㊁0.75%㊁1.08%时,BASC梁的极限承载力分别提高了109.46%㊁119.60%和189.66%㊂与普通钢筋相比,BFRP筋弹性模量较小,配筋率相同的情况下,普通钢筋ASC梁的开裂荷载比BASC梁大50%㊂本文提出了正截面抗弯承载力㊁最大裂缝宽度和挠度的理论计算模型,由于受到ASC中氯离子扩散的影响,需要对计算模型进行修正,拟合后BASC梁的计算值与试验值吻合较好,可为BASC梁在海洋工程中的应用提供参考㊂关键词:BFRP筋;碱激发海砂混凝土;抗弯性能;正截面承载力计算;破坏形态;海洋工程中图分类号:TU528㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)12-4242-12 Bending Performance of BFRP Bars Alkali-ActivatedSea Sand Concrete BeamsFAN Xiaochun1,2,CUI Qi1,2,ZHANG Ao1,WANG Wenqi3(1.School of Civil Engineering and Architecture,Wuhan University of Technology,Wuhan430070,China;2.Sanya Science and Education Innovation Park,Wuhan University of Technology,Sanya572000,China;3.Benchmark Fangzhong Architectural Design Co.,Ltd.,Wuhan430070,China)Abstract:In this paper,a new type of material structural member of basalt bar alkali-activated sea sand concrete(BASC) beam was proposed.In order to study the bending performance of BASC beams,five concrete beams were fabricated.The effects of basalt fiber reinforced polymer(BFRP)reinforcement ratio and different reinforcement types on the bending performance and failure modes of alkali-activated sea sand concrete(ASC)beams were studied.The test results show that the increase of the reinforcement ratio of BASC beams has little effect on the cracking load,but it can effectively improve its ultimate load.Taking the reinforcement ratio of0.27%as the reference group,when the reinforcement ratio increases to 0.48%,0.75%and1.08%,the ultimate bearing capacity of BASC beams increases by109.46%,119.60%and 189.66%,pared with ordinary steel bars,the elastic modulus of BFRP bars is smaller.With the same reinforcement ratio,the cracking load of ordinary steel bar ASC beams is50%,larger than that of BASC beams.The theoretical calculation models of bending capacity,maximum crack width and deflection of normal section are proposed. Due to the influence of chloride ion diffusion in ASC,the calculation model needs to be modified.The calculated values of BASC beams after fitting are in good agreement with the experimental values,which can provide reference for the application of BASC beams in ocean engineering.Key words:BFRP bar;alkali-activated sea sand concrete;bending performance;calculation of normal section bearing capacity;broken form;ocean engineering收稿日期:2023-07-21;修订日期:2023-10-03基金项目:国家自然科学基金(41972271);武汉理工大学三亚科教园开放基金(2021KF0001);海洋建筑智能建造技术研发(ZDKJ2021024)作者简介:范小春(1975 ),男,博士,教授㊂主要从事新型混凝土材料与结构方面的研究㊂E-mail:fxcfree@通信作者:崔㊀祺,硕士研究生㊂E-mail:354330207@第12期范小春等:BFRP筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究4243㊀0㊀引㊀言纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)筋由于具有优良的抗腐蚀性能和高强度的特点,逐渐成为一种新型建筑材料,被应用在土木工程中的各个领域[1-2]㊂传统的FRP通常是指玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer,GFRP)和碳纤维增强聚合物(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)[3-4],近些年,随着人们环保意识的提升,玄武岩纤维增强聚合物(basalt fibre reinforced polymer,BFRP)逐渐得到了推广应用㊂BFRP筋不仅是一种环境友好型材料,并且价格低廉[5]㊂不少学者对BFRP筋的物理㊁力学㊁耐久性能和微观结构展开了研究[6-7]㊂有研究[8]表明BFRP筋和不同类型的海砂混凝土之间的黏结-滑移曲线形式没有明显差异,箍筋的约束在一定程度上可以改善BFRP筋与海砂混凝土的界面黏结性能[9]㊂剪跨比越小, BFRP筋海砂混凝土梁受剪破坏越严重,其开裂荷载和极限荷载的大小与剪跨比成反比关系[10],Hua等[11]提出了BFRP筋海砂混凝土梁弯曲裂缝的发展理论及计算方法㊂BFRP筋的弹性模量较小,仅为普通钢筋的五分之一左右[12],表现出很高的脆性,氯离子侵蚀对BFRP筋的耐久性影响较小,碱度是导致BFRP筋材劣化的主要原因之一[13]㊂随着 一带一路 政策推行,建设 海洋强国 是我国民族振兴的重大战略使命[14]㊂海岛通常离内陆较远,建筑材料运输不方便,可以通过就地取材,利用海砂代替河砂以解决资源匮乏的问题[15-16]㊂碱激发海砂混凝土(alkali-activated sea sand concrete,ASC)是以粉煤灰和矿渣作为主要原料,通过碱性激发剂作用形成的一种新型混凝土材料㊂而海洋建筑材料易受到海水侵蚀,为了解决耐久性问题,可用玄武岩筋碱激发混凝土替代普通钢筋混凝土[17-18]㊂BFRP筋碱激发海砂混凝土(BFRP alkali-activated sea sand concrete,BASC)梁是一种具有广阔应用前景的结构构件,通过改变BASC梁的配筋率可以提高混凝土建筑材料的力学性能㊁工作性能和耐久性能,这为海洋工程项目的建设提供了新思路㊂本文通过改变BASC梁的配筋率(0.27%㊁0.48%㊁0.75%㊁1.08%)和筋材类型(BFRP筋和普通钢筋),制作并测试了5根混凝土梁,从破坏形态㊁跨中挠度㊁钢筋应变以及裂缝宽度等方面对BASC梁的抗弯性能进行了全面研究,探讨了BFRP筋的配筋率和筋材类型对混凝土梁的影响规律,并提出了BASC梁的正截面抗弯承载力㊁最大裂缝宽度和挠度的理论计算模型,修正后的计算模型可以有效预测BASC梁的抗弯承载力㊂1㊀实㊀验1.1㊀试验材料及配合比ASC配合比见表1,其中粉煤灰来自华能阳逻电厂提供的一级粉煤灰,平均粒径为19.75μm,密度为2.2g/cm3㊂矿粉来自武汉武新新型建材股份有限公司提供的磨细高炉矿渣粉,平均粒径为18.46μm,密度为2.7g/cm3㊂氢氧化钠由武汉市新洲区昌盛泡花碱厂提供,密度为1.27g/cm3,摩尔浓度为10mol/L㊂硅酸钠溶液由武汉市新洲区昌盛泡花碱厂提供,氧化钠含量为11.5%(质量分数),二氧化硅含量为31%(质量分数),模数为2.78㊂粗骨料为粒径5~20mm的碎石,表观密度为2665kg/m3,堆积密度为1530kg/m3㊂细骨料选用中砂,细度模数为2.75㊂减水剂为聚羧酸型减水剂㊂表1㊀ASC配合比Table1㊀Mix proportion of ASCMaterial Fly ash Slag NaOH Na2SiO3Water reducingagent SeasandCoarseaggregate WaterMix proportion/(kg㊃m-3)340.060.053.0107.0 4.0632.51197.5146.0参照‘混凝土物理力学性能试验方法标准“(GB/T50081 2019)[19],测试了ASC的立方体抗压强度㊁轴心抗压强度㊁弹性模量和劈裂抗拉强㊂正常养护条件下ASC28d基本力学性能见表2㊂本试验所采用的深螺纹BFRP筋直径分别为6㊁8㊁10和12mm,BFRP筋力学性能指标见表3,表中数据为5根相同直径BFRP筋的实测平均值,从表中可以看出BFRP筋的弹性模量较低,但是具有比较出色的抗拉强度,是普通钢筋的3倍左右[20]㊂4244㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷表2㊀ASC基本力学性能Table2㊀Basic mechanical properties of ASCCompressive strength/MPa Axial compressive strength/MPa Elastic modulus/GPa Splitting tensile strength/MPa69.4062.3035.00 3.18表3㊀BFRP筋力学性能Table3㊀Mechanical properties of BFRP barsDiameter/mm Bottom diameter/mm Average maximum tension/kN Ultimate tensile strength/MPa Elastic modulus/GPa6 5.1525.561228.055.487.2056.771394.058.2108.8070.501403.457.41210.56107.631230.046.21.2㊀试件设计试验梁的基本参数见表4,配筋图如图1所示㊂试验共制作5根ASC梁,其中4根为BASC梁,受力纵筋的直径分别为6㊁8㊁10和12mm,架立筋和箍筋的直径为8mm;另1根为普通钢筋ASC梁,受力纵筋是直径为12mm的HRB400钢筋,架立筋和箍筋是直径为8mm的HPB300钢筋㊂表4㊀试验梁基本参数Table4㊀Basic parameters of test beamsSpecimen No.Forced longitudinal reinforcement Supplementary reinforcement Hooped reinforcement Reinforcement ratio/% BL-62B62B8B8@1000.27BL-82B82B8B8@1000.48BL-102B102B8B8@1000.75BL-122B122B8B8@100 1.08SL-122122Φ8Φ8@100 1.08㊀㊀注:BL表示BASC梁,SL表示普通钢筋ASC梁,编号中的数字表示钢筋的直径;筋材中字母表示钢筋的种类,其中B表示BFRP筋,表示钢筋HRB400,Φ表示钢筋HPB300㊂图1㊀试验梁配筋图Fig.1㊀Reinforcement diagram of test beams1.3㊀试验加载根据‘混凝土试验方法标准“(GB/T50152 2012)[21],本次试验梁的弯拉性能测试采用50t的压力机,三分点加载,每级荷载为5kN,每级加载完成后暂停5min,在数据无明显变化后再采集和记录数据㊂在试验梁即将开裂前,将其加载等级调整到0.5kN,以便精确记录开裂荷载,数据记录完成后,再重新采用5kN 的加载级别,加载示意图如图2所示㊂㊀第12期范小春等:BFRP筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究4245图2㊀试验梁加载示意图Fig.2㊀Loading schematic diagram of test beams2㊀结果与讨论2.1㊀试验现象及破坏形态图3展示了各组试验梁的破坏形态,从图中可以发现,BASC梁的抗弯试验破坏形态主要包括三种: 1)受压区混凝土被压碎退出工作的同时钢筋也被拉断,如BL-6梁;2)钢筋未断裂时,受压区混凝土被压碎,如BL-8梁㊁SL-12梁;3)产生了贯穿全梁的斜裂缝,试验梁发生剪切破坏,破坏过程中伴随着钢筋的拉断和混凝土的压碎,如BL-10梁㊁BL-12梁㊂图3㊀试验梁破坏形态Fig.3㊀Failure patterns of test beams4246㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷随着配筋率不断提升,BASC梁更容易发生剪切破坏,破坏形式为脆性破坏,所以配筋率不宜过大㊂一旦产生裂缝就会迅速扩展,具有十分强烈的脆性,这导致BASC梁的有效刚度相对较低㊂试验梁在破坏过程中会产生比较大的挠度,卸载后形变逐渐恢复,是由于BFRP筋材的线弹性优良,但当BFRP筋断裂之后,变形不会再恢复㊂试验梁的破坏结果见表5,当BASC梁的配筋率为0.48%㊁0.75%和1.08%时,相较于配筋率为0.27%时的开裂荷载并没有明显变化,但是极限荷载分别提高了109.46%㊁119.60%和189.66%,可见配筋率对BASC梁的极限承载力有显著影响㊂在配筋率相同的情况下,BASC梁与普通钢筋ASC梁的极限荷载相差不大,后者比前者仅大0.94%,但是开裂荷载相差较大,后者比前者大50.00%,主要是因为BFRP筋的弹性模量只有普通钢筋的1/4左右㊂表5㊀试验梁破坏结果Table5㊀Failure results of test beamsSpecimen No.Craking load/kN Ultimate load/kNBL-67.025.05BL-87.552.47BL-107.555.01BL-128.072.56SL-1212.073.242.2㊀荷载-跨中挠度关系跨中挠度是指梁在其跨度的中点位置发生的弯曲变形程度,试验梁的荷载-跨中挠度关系曲线如图4所示㊂由图4(a)可知,BASC梁的荷载-跨中挠度曲线可以划分为两个不同的阶段:从加载到BASC梁开裂为第一阶段,受拉区应力由BFRP筋和混凝土一同承担,BASC梁的挠度增长速度随着荷载的增加逐渐减小,此时混凝土未压碎破坏,基本处于弹性工作阶段;开裂后到BASC梁破坏为第二阶段,混凝土受压破坏后立刻退出工作,BFPR筋承担全部压应力,试验梁挠度持续增长,刚度迅速衰减,衰减速度随着配筋率的增大而减小,开裂荷载即为曲线上拐点对应的荷载㊂在BASC梁开裂前,配筋率对跨中挠度的影响较小;开裂后,挠度曲线的斜率和试验梁的刚度都随着配筋率的提高而明显增大㊂图中BL-8与BL-10梁荷载-挠度曲线几乎重合,这可能是8mm的BFRP筋与10mm的BFRP筋极限抗拉强度与弹性模量相近导致的㊂图4㊀试验梁的荷载-跨中挠度曲线Fig.4㊀Load-midspan deflection relation curves of test beams由图4(b)可知,普通钢筋ASC梁的荷载-跨中挠度关系曲线大致分为三个阶段:第一阶段,从加载到试验梁开裂,开裂荷载为关系曲线上第一个拐点对应的荷载;第二阶段,试验梁从开裂到纵向受力筋屈服,此时混凝土被压碎退出工作,钢筋的应力不断随着荷载增加而接近屈服强度,试验梁的极限荷载为第二个拐点对应的荷载;第三阶段,普通钢筋达到了屈服平台之后,试验梁的承载力不再增加,但是挠度迅速增大,此时进入塑性阶段,该阶段为破坏阶段㊂在相同配筋率条件下对比荷载-跨中挠度曲线,开裂前SL梁的刚度和开裂㊀第12期范小春等:BFRP筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究4247荷载明显大于BL梁;开裂后BL梁的挠度增长速率比SL梁要大得多,这是因为与普通钢筋相比,BFRP筋的弹性模量小很多;当普通钢筋达到屈服强度后,SL梁的挠度增长速度急剧增大㊂2.3㊀荷载-纵筋应变关系纵筋应变是指梁在纵向(沿着其长度方向)发生的变形或伸缩程度,试验梁的荷载-纵筋应变关系曲线如图5所示,变化规律与荷载-跨中挠度关系曲线相似㊂由图5(a)可知,BASC梁的应变曲线大致分为两个阶段:第一阶段为BASC梁从加载到开裂,混凝土和BFRP筋共同工作;第二阶段为梁从开裂到破坏,混凝土退出工作,拉应力全部转移到BFRP筋,曲线斜率有一个明显的突变㊂在荷载大小相同的情况下,当配筋率增大时,受力纵筋的应变反而降低,所以BASC梁的配筋率不宜过大㊂通过图5(b)对比不同筋材类型的荷载-应变曲线可以发现,在刚达到开裂荷载时,BL梁的应变曲线出现了一段水平的直线,即荷载不变时应变迅速增大,而SL梁的受力筋应变曲线在刚开裂时持续上升,主要是由于钢筋的弹性模量远大于BFRP筋㊂SL梁的受力纵筋应变曲线在接近极限承载力时会出现一段趋于水平的直线,而BFRP筋并不像普通钢筋一样存在明显的屈服阶段,所以BL梁的应变曲线没有出现水平直线㊂图5㊀试验梁的荷载-纵筋应变曲线Fig.5㊀Load-longitudinal reinforcement strain curves of test beams2.4㊀荷载-裂缝宽度关系试验梁的荷载-裂缝宽度曲线如图6所示㊂由图6(a)可知,BASC梁的配筋率越大,荷载-裂缝宽度关系曲线越陡峭,可以看出随着荷载增大,裂缝宽度增长越缓慢㊂在同一荷载情况下,以20kN为例,BL-6㊁BL-8㊁BL-10㊁BL-12梁的裂缝宽度分别为1.32㊁1.01㊁0.75和0.33mm,随着配筋率的提升,即与BL-6相比,BL-8㊁BL-10和BL-12的裂缝宽度分别减小了23.48%㊁43.18%㊁75.00%㊂主要是因为配筋率大时BFRP筋可以承担更多的荷载,且BASC梁挠度更小,裂缝宽度发展得更加缓慢㊂图6㊀试验梁的荷载-裂缝宽度曲线Fig.6㊀Load-crack width curves of test beams4248㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷通过图6(b)对比不同筋材类型试验梁的荷载-裂缝宽度曲线可以发现,在配筋率相同的情况下,SL梁比BL梁的裂缝宽度关系曲线更陡峭,这是因为普通钢筋ASC梁的刚度更大,裂缝宽度随荷载增长缓慢㊂在荷载大小相同的情况下,以20kN为例,BL梁裂缝宽度为0.32mm,SL梁裂缝宽度为0.08mm,BL梁的裂缝宽度远大于SL梁㊂当荷载为30㊁40和50kN时,与荷载为20kN相比,BL梁的裂缝宽度分别增长了40.2%㊁28.7%㊁33.3%,SL梁的裂缝宽度分别增长了11.2%㊁10.1%㊁27.4%时,BASC梁的裂缝宽度增长速率也远大于普通钢筋碱激发海砂混凝土梁,这是因为在开裂后荷载相同的情况下,BASC梁的挠度较大导致其更容易开裂,所以裂缝扩展也更加迅速㊂3㊀BASC梁弯拉性能理论计算模型3.1㊀基本假定BASC梁作为一种全新的结构体系,由于BFRP筋弹性模量较小,不存在明显的屈服平台,因此原有的钢筋混凝土计算理论不适用于该结构体系㊂参考相关规范[22],并在此基础上用ASC作为影响因素对BASC梁的正截面抗弯承载力㊁裂缝宽度和挠度计算公式进行修正㊂采取以下基本假定进行推导:1)计算时不考虑受压区BFRP筋的影响;2)计算时不考虑混凝土的抗拉强度;3)混凝土的受压本构参照现行国家标准[23];4)受拉区BFRP筋的应力等于应变和BFRP筋弹性模量的乘积;5)截面应变始终保持平面㊂3.2㊀正截面抗弯承载力3.2.1㊀理论计算模型根据力㊁弯矩平衡公式和变形协调关系,推导出BASC梁正截面抗弯承载力理论计算模型:(1)f fd=f fkγfγeξfb=β1εcuεcu+f fd/E f(2)㊃ξfb(3)ρfb=α1f c ffd(4)ρmin=1.1f t ffd(5)ρf=A f bh(6)f fe=f fd1ρf/ρfb(7)x=f fe A f fc b()(8)Mɤf fe A f h0-x2式中:f fd㊁f fk分别为BFRP筋抗拉强度设计值和标准值;γf㊁γe为材料分项系数和环境影响系数,分别取1.4和1.2;ξfb为相对界限受压区高度;α1㊁β1为系数,按国家标准取值[23];εcu为正截面混凝土极限压应变;E f为BFRP筋弹性模量;f c㊁f t分别为混凝土轴心抗压强度和轴心抗拉强度设计值;ρfb为界限配筋率;ρmin为最小配筋率;ρf为BFRP筋配筋率;A f为BFRP筋材的横截面面积;b为构件截面宽度;h0为BFRP筋有效高度;f fe为BFRP筋有效设计应力;x为混凝土受压区高度;M为弯矩设计值㊂根据上述理论推导所提出的不同配筋率下的BASC梁抗弯承载力计算公式,对本次试验的4根BASC 梁的极限荷载值进行计算,对比结果见表6㊂第12期范小春等:BFRP 筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究4249㊀表6㊀BASC 梁极限承载力理论计算值与试验值Table 6㊀Calculated and experimental values of ultimate load of BASC beams Specimen No.Calculated value of ultimate load /kN Experimental value of ultimate load /kN Experimental value /calculated value BL-640.8625.050.61BL-854.4352.470.96BL-1067.5055.010.81BL-1278.5372.560.923.2.2㊀计算模型修正图7㊀试验梁极限荷载拟合曲线Fig.7㊀Fitting curve of ultimate load of test beam 由于受到ASC 的影响,引入修正系数α1㊁α2,对受弯破坏的BASC 梁正截面抗弯承载力进行修正㊂M e =α1M c +α2(9)式中:M e 为正截面抗弯承载力试验值,M c 为正截面抗弯承载力计算值㊂用表6中的极限承载力计算值和试验值进行拟合,拟合后的曲线见图7,该拟合曲线α1=1.1521,α2=-18.235㊂拟合公式修正后的BASC 梁极限承载力计算值与试验值见表7㊂表7结果表明,拟合修正后的公式计算的BASC 梁极限荷载值与实测值较为接近,能够较好地预测该体系混凝土梁的正截面抗弯承载力㊂表7㊀修正后BASC 梁极限承载力计算值与试验值Table 7㊀Calculated and experimental values of ultimate load of modified BASC beamsSpecimen No.Calculated value of ultimate load /kN Experimental value of ultimate load /kN Experimental value /calculated value BL-628.8425.050.87BL-844.4752.47 1.18BL-1059.5355.010.92BL-1272.2472.56 1.00修正后的BASC 梁正截面抗弯承载力计算公式为M =1.1521f fe A f h 0-x 2()-9.1175l (10)式中:l 为BASC 梁的长度㊂3.3㊀裂缝宽度3.3.1㊀理论计算模型BASC 梁最大裂缝宽度理论计算公式为σfk =M k 0.9A f h 0(11)ρte =A t A te (12)d eq =ðn i d 2i ðn i v i d i (13)ψ=1.1-0.65f tk ρte σfk (14)ωmax =2.1ψσfk E f 1.9c +0.08d eq ρte ()(15)4250㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷式中:σfk 为BFRP 筋在荷载效应标准组合下的应力;M k 为荷载效应标准组合下的计算最大弯矩值;ρte 为纵向受拉BFRP 筋的配筋率;A t ㊁A te 分别为受拉区BFRP 筋的面积和有效面积,取A te =0.5bh (b f -b )h f ,其b f ㊁h f 分别为受拉翼缘的宽度㊁高度;d eq 为等效直径,mm;d i 为公称直径,mm;n i 为根数;v i 为相对黏结特征系数,取0.7;ψ为不均匀系数,当ψ<0.2时,取0.2,当ψ>1时,取1;ωmax 为最大裂缝宽度,mm;c 为保护层厚度,mm㊂根据上述理论推导所提出的不同配筋率下的BASC 梁最大裂缝宽度计算公式,对本次试验的4根BASC 梁的裂缝宽度进行计算,对比结果见表8㊂表8㊀BASC 梁裂缝宽度理论计算值与试验值Table 8㊀Calculated and experimental values of crack width of BASC beamsSpecimen No.Calculated value of crack width /kN Experimental value of crack width /kN Experimental value /calculated value BL-6 4.32 3.260.75BL-8 3.61 2.140.59BL-10 2.93 1.540.53BL-12 2.230.840.383.3.2㊀计算模型修正图8㊀试验梁裂缝宽度拟合曲线Fig.8㊀Fitting curve of test beam crack width 由于受到ASC 的影响,引入修正系数β1㊁β2,对受弯破坏的BASC 梁最大裂缝宽度进行修正㊂W e =β1W c +β2(16)式中:W e 为最大裂缝宽度试验值,W c 为最大裂缝宽度计算值㊂用表8中的裂缝宽度计算值和试验值进行拟合,拟合曲线见图8,并从该拟合曲线得出β1=1.3189,β2=-2.4843㊂对比用拟合公式修正后的BASC 梁裂缝宽度计算值与试验值见表9,验证拟合公式的准确性㊂根据表9结果表明,拟合修正后的模型能较好地计算出BASC梁的裂缝宽度㊂表9㊀修正后BASC 梁裂缝宽度计算值与试验值Table 9㊀Calculated and experimental values of crack width of modified BASC beamsSpecimen No.Calculated value of crack width /kN Experimental value of crack width /kN Experimental value /calculated value BL-6 3.21 3.26 1.02BL-8 2.28 2.140.94BL-10 1.38 1.54 1.12BL-120.790.84 1.06修正后的BASC 梁最大裂缝宽度计算公式为ωmax =2.76969ψσfk E f 1.9c +0.08d eq ρte ()-2.4843(17)3.4㊀挠㊀度3.4.1㊀理论计算模型根据短期抗弯刚度和荷载长期效应对挠度增大的影响系数,计算长期抗弯刚度,通过 最小刚度原理以及荷载标准组合下的弯矩值,计算BASC 梁最大挠度㊂计算公式如式(18)所示㊂γᶄf =(bᶄf -b )hᶄf bh 0(18)第12期范小春等:BFRP 筋碱激发海砂混凝土梁抗弯性能研究4251㊀B s =E f A f h 201.15ψ+0.2+6αfE ρf /(1+3.5γᶄf )(19)f max =M b B s (20)式中:γᶄf 受压翼缘截面积与腹板的比值;bᶄf ㊁h ᶄf 分别为受压翼缘的宽度㊁高度;B s 为短期抗弯刚度;αfE 为BFRP 筋与ASC 二者之间弹性模量的比值,即αfE =E f /E c ;f max 为最大挠度;M b 为荷载标准组合下的弯矩值㊂根据上述理论推导所提出的不同配筋率下的BASC 梁最大挠度计算公式,对本次试验的4根BASC 梁的挠度进行计算,对比结果见表10㊂表10㊀BASC 梁挠度理论计算值与试验值Table 10㊀Calculated and experimental values of deflection of BASC beamsSpecimen No.Calculated value of deflection /kN Experimental value of deflection /kN Experimental value /calculated value BL-65948.130.82BL-86046.620.78BL-105849.620.86BL-125747.820.84图9㊀试验梁挠度拟合曲线Fig.9㊀Fitting curve of test beam deflection 3.4.2㊀计算模型修正由于受到ASC 的影响,引入修正系数γ1㊁γ2,对受弯破坏的BASC 梁最大挠度进行修正㊂F e =γ1F c +γ2(21)式中:F e 为挠度试验值,F c 为挠度计算值㊂用表10中的挠度计算值和试验值进行拟合,拟合曲线见图9,该拟合曲线γ1=-1.5,γ2=136.62㊂拟合公式修正后的BASC 梁挠度计算值与试验值见表11㊂表11结果表明,拟合修正后的模型能较好地计算出BASC 梁的挠度㊂修正后的BASC 梁最大挠度计算公式为B s =23Fa 3E f A f h 20-34.5Fa 3(1.15ψ+0.2+6αfE ρf )+3278.88E f A f h 20(22)f max =-1.5M b B s +136.62(23)表11㊀修正后BASC 梁挠度计算值与试验值对比Table 11㊀Comparison between calculated and experimental values of deflection of modified BASC beamsSpecimen No.Calculated value of deflection /kN Experimental value of deflection /kN Experimental value /calculated value BL-648.1248.13 1.00BL-846.6246.62 1.00BL-1049.6249.62 1.00BL-1251.1247.820.944㊀结㊀论1)不同配筋率BASC 梁的破坏形态主要分为三种:①受压区混凝土被压碎的同时伴随着BFRP 筋拉断,一同退出工作;②BFRP 筋未被拉断,仅受压区混凝土被压碎退出工作;③产生了贯穿梁的斜裂缝,BASC 梁发生剪切破坏,破坏的同时伴随着BFRP 筋拉断和混凝土压碎㊂随着BFRP 筋直径的增大,BASC 梁更容易发生剪切破坏,所以配筋率不宜过大㊂以配筋率0.27%为参照组,当配筋率提高至0.48%㊁0.75%㊁1.08%时,BASC 梁的开裂荷载无明显变化,但是极限荷载分别增大了109.46%㊁119.60%和189.66%㊂在配筋率4252㊀水泥混凝土硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷相同的情况下,普通钢筋ASC梁比BASC梁的开裂荷载大50%,但是极限承载力相差不大㊂2)BASC梁的荷载-跨中挠度曲线和纵筋应变曲线相似,都大致分为两个阶段:第一阶段受拉区应力由混凝土和BFRP筋共同承担;第二阶段混凝土开裂退出工作,拉应力完全由BFPR筋承担㊂随着配筋率的增大,BASC梁的裂缝宽度随荷载增加速率减小㊂与普通钢筋相比,BFRP筋弹性模量更低,且没有明显的屈服平台,在开裂后荷载相同的情况下,BASC梁的挠度较大导致更容易开裂,所以裂缝扩展速度更快㊂但是本次试验考虑因素较少,仅考虑了配筋率的变化,后续可针对ASC强度㊁截面高度等因素展开研究㊂3)基于现有规范理论,推导出正截面抗弯承载力㊁最大裂缝宽度和挠度的理论计算模型,拟合后BASC 梁的计算值与试验值吻合较好,可为BASC梁在海洋工程中的应用提供参考㊂参考文献[1]㊀曹㊀石,吴㊀庆,蔡成功,等.FRP纤维增强珊瑚混凝土基本性能研究[J].混凝土,2023(2):168-171.CAO S,WU Q,CAI C G,et al.Research on the basic performance of FRP fiber reinforced 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特氟龙物理特性实验报告特氟龙是一种常用的高温材料，具有很好的化学稳定性、炭化性和低摩擦系数，因此在许多行业中得到广泛应用。

本实验旨在通过对特氟龙的物理特性的研究，深入了解其结构和性能，为其在实际应用中的优化提供基础数据。

首先，我们对特氟龙的密度进行了测定。

实验中，我们使用了砂密度计来测量特氟龙的密度。

实验结果显示，特氟龙的密度为2.16 g/cm³。

这一结果与文献值相符，证明了实验的准确性。

其次，我们研究了特氟龙的热膨胀性能。

实验中，我们使用了热膨胀仪对特氟龙在不同温度下的线膨胀系数进行了测量。

实验结果显示，特氟龙在室温下的线膨胀系数为8.0×10-5 -1。

这一结果说明，特氟龙具有较小的线膨胀系数，表明其在高温环境下仍能保持较好的尺寸稳定性。

同时，我们还研究了特氟龙的热传导性能。

实验中，我们使用了热导率仪对特氟龙的热导率进行了测量。

实验结果显示，特氟龙的热导率为0.25 W/(m·K)。

由于特氟龙分子结构中存在碳氟键的影响，导致其热传导性能较低。

这一结果提示我们，在实际应用中需要注意特氟龙的热传导问题，并采取相应的措施来提高热传导性能。

最后，我们对特氟龙的电性能进行了研究。

实验中，我们使用了电导率仪对特氟龙的电导率进行了测量。

实验结果显示，特氟龙的电导率为1.0 ×10-13 S/cm。

这一结果表明，特氟龙是一种很好的绝缘材料，具有较高的电绝缘性能。

综上所述，通过对特氟龙的物理特性进行实验研究，我们了解到了特氟龙的密度、热膨胀性能、热传导性能和电性能等重要参数。

这些参数的研究结果对于特氟龙在实际应用中的优化设计和选择具有重要意义。

由于特氟龙具有较小的密度、低的热膨胀系数、较低的热导率和良好的电绝缘性能，它在航空航天、电子、化工等领域有着广泛的应用前景。

然而，特氟龙的机械性能和加工性能仍然有待进一步研究和改善。

侵蚀环境下BFRP-GFRP复合水泥板与混凝土界面粘结性
能研究
随着人们对环境保护的日益重视，绿色建筑材料的研究和应用逐渐成为一个热门话题。

在这个背景下，复合材料作为一种具有优异性能和环境友好的建筑材料，受到了广泛关注。

本文通过研究侵蚀环境下BFRP/GFRP复合水泥板与混凝土界面的粘结性能，旨在为复合材料在建筑领域的应用提供科学依据。

在实验中，我们选择了BFRP/GFRP复合水泥板和普通混凝土作为研究对象。

首先，我们通过制备复合水泥板和混凝土试样，确定试验参数和测试方法。

然后，我们将试样置于侵蚀环境中，模拟复合材料在实际使用过程中可能遇到的情况。

在不同侵蚀时间后，我们使用剪切试验和拉伸试验，评估复合水泥板与混凝土界面的粘结性能。

研究结果表明，侵蚀环境对复合水泥板与混凝土界面的粘结性能有显著影响。

随着侵蚀时间的增加，复合水泥板与混凝土界面的粘结强度逐渐下降。

这主要是因为侵蚀环境中的化学物质侵蚀了复合材料中的玻璃纤维和水泥基材料，导致界面粘结强度的减弱。

此外，我们还发现，在相同侵蚀时间下，BFRP复合水泥板与混凝土界面的粘结强度高于GFRP复合水泥板与混凝土界面的
粘结强度。

这是因为BFRP复合水泥板具有更好的耐侵蚀性能和更高的界面粘结强度。

综上所述，侵蚀环境下BFRP/GFRP复合水泥板与混凝土界面的粘结性能受到侵蚀时间和复合材料类型的影响。

研究结果为复合材料在建筑领域的应用提供了重要的参考和指导，并为环境友好型建筑材料的研发和推广提供了理论依据。

略谈混凝土维修中BFRP的应用一、引言前苏联科学家在19世纪70年代成功研发了BFRP高科技纤维材料。

最近十几年国内越来越关注高新科技纤维材料的发展，玄武岩纤维的原材料是天然的火山喷出岩石，由于在材料中存在天然火山喷出岩的成分，使得BFRP具有抗拉强度高、耐高温以及抗冲剪的性能得到改善和提高，BFRP有两点性能在其整体性能中最为突出：①耐烧蚀、耐高温以及热稳定性非常好；②不易于其它物质发生化学反应。

另外，BFRP的生产无“三废"排放，属于国家产业发展政策鼓励方向。

因此BFRP技术的开发及应用，开辟了国内高新纤维材料的新领域，BFRP 的优越性能，高的性价比使它成为国内外建筑工程上倍受青睐的高新产品，在混凝土维修加固领域BFRP具有广阔的发展空间与未来。

二、BFRP在维修加固混凝土结构中的应用（一）BFRP的性能优势BFRP与其它纤维材料的各项性能进行对比比较详见表一：根据表格中的数据可以得出：在抗拉强度方面；BFRP占有一定的优势，它的抗拉强度高于GFRP、CFRP、聚丙烯腈纤维等增强纤维材料，得出BFRP增强效果好。

混凝土的成分与BFRP相差不大，密度也相差不大，故其它增强纤维在混凝土中的分散性和相容性均不如BFRP材料。

玄武岩纤维材料仅仅比CFRP 差，但是优于其它的增强纤维材料。

（二）粘结材料的选择胶结强度是采用玄武岩纤维维修加固混凝土结构的重要因素，胶结强度是由胶粘剂与被粘物之间的界面结合力、胶层内应力和胶层强度所控制的，因此合理的选择贴合剂和貼合技术十分重要。

BFRP须满足下列要求：①满足要求的贴合剂②混凝土结构基面的充分浸润性③一定的锚固施工④优化的粘贴技术。

（三）BFRP的粘贴工艺技术BFRP贴合的合理步骤为：施工前准备工作混凝土基面的处理刷底层树脂找平粘贴面粘贴玄武岩纤维布后期养护与防护粘贴质量的检查。

1.施工前准备工作准备施工必要的工具（主要有角磨机、剪刀、吹风机、搅拌器、专用滚筒、专用毛刷等工具），遵照规格要求裁剪好玄武岩纤维布的尺寸。

文章编号：1000-4750(2021)05-0131-12中低加载速率下BFRP 筋-混凝土粘结性能研究袁 鹏1，陈万祥1,2,3，郭志昆1，王英杰1，范鹏贤1(1. 陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室，江苏，南京 210007；2. 中山大学土木工程学院，广东，珠海 519082；3. 南方海洋科学与工程广东省实验室，广东，珠海 519082)摘 要：BFRP(basalt fiber reinforced polymer)筋是一种取代钢筋用于土木工程领域的新型纤维复合材料，中低加载速率下BFRP 筋-混凝土粘结性能是保证其协同作用承受动荷载的重要前提。

该文根据正交试验方法设计了16组粘结试件，利用MTS 试验系统对不同加载速率(0.005 mm/s~5 mm/s)下的BFRP 筋-混凝土试件进行了中心拉拔试验，研究了加载速率、混凝土强度及BFRP 筋直径等因素对粘结性能的影响。

在现有粘结强度计算模型的基础上，对粘结特征参数进行了修正，提出了中低加载速率下的BFRP 筋-混凝土动态粘结强度计算公式，进一步建立了BFRP 筋-混凝土粘结滑移本构关系模型。

结果表明：BFRP 筋-混凝土粘结试件主要发生拔出破坏与劈裂破坏，粘结滑移过程可分为滑移段、下降段和残余段；粘结强度随加载速率和混凝土强度的增大而增大，而随纤维筋直径的增大却显著减小；理论计算结果与试验结果吻合良好，为预测中低加载速率下BFRP 筋-混凝土粘结性能提供了一种有效手段。

关键词：混凝土；BFRP 筋；拉拔试验；粘结性能；本构关系中图分类号：TU528.572 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2020.06.0377STUDY ON BOND BEHAVIOR OF BFRP BARS AND CONCRETE UNDERMEDIUM AND LOW LOADING RATESYUAN Peng 1, CHEN Wan-xiang1,2,3, GUO Zhi-kun 1 , WANG Ying-jie 1 , FAN Peng-xian1(1. State Key Laboratory of Disaster Prevention and Mitigation of Explosion and Impact, PLA Army Engineering University, Nanjing, Jiangsu 210007, China;2. School of Civil Engineering, Sun Yat-sen University, Zhuhai, Guangdong 519082, China;3. Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory, Zhuhai, Guangdong 519082, China)Abstract: BFRP bar is a new type of fiber composite material used in civil engineering field instead of steel bar.The bonding performance of BFRP bars and concrete under medium and low loading rates is an important premise to ensure the joint action of BFRP bars and concrete under dynamic loading. 16 groups of bonding specimens are designed according to the orthogonal test method, and the pull-out test is carried out on the BFRP bar-concrete specimens under different loading rates (0.005 mm/s-5 mm/s) by using the MTS test system, and the influence of loading rate, of concrete strength and of the diameter of BFRP bars on the bonding performance is studied. Based on the existing calculation model for bond strength, the bond characteristic parameters are modified, a formula is proposed for calculating the dynamic bond strength of BFRP bars and concrete under medium and low loading rates, and the bond-slip constitutive relationship model is further established for BFRP bars and concrete. The results show that the specimens fail due to the pull-out failure or the splitting failure, and bond stress-slip curves can be divided into a sliding stage, a declining stage and a residual stage. The bond strength increases with the increase of loading rate and of concrete strength, but decreases significantly with the收稿日期：2020-06-10；修改日期：2020-09-08基金项目：国家自然科学基金项目(51578541，51979280)通讯作者：陈万祥(1977−)，男，广东高州人，副教授，博士，主要从事工程结构抗冲击爆炸效应研究(E-mail: *****************).作者简介：袁　鹏(1995−)，男，江苏宿迁人，硕士生，主要从事玄武岩纤维材料及其应用研究(E-mail: *****************);郭志昆(1963−)，男，江西九江人，教授，博士，主要从事抗冲击爆炸新材料及其应用研究(E-mail: *****************);王英杰(1990−)，男，新疆库尔勒人，硕士生，主要从事结构抗冲击爆炸数值模拟计算研究(E-mail: *****************);范鹏贤(1983−)，男，江苏连云港人，副教授，博士，主要从事岩土介质静动力研究(E-mail: 189****************).第 38 卷第 5 期Vol.38 No.5工 程 力 学2021年5 月May2021ENGINEERING MECHANICS131increase of the diameter of BFRP bars. The theoretical calculation results are in good agreement with the experimental results, which provides an effective method for predicting the bonding properties of BFRP bars and concrete under medium and low loading rates.Key words: concrete; BFRP bars; pull-out test; bond property; constitutive relationship玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber reinforced polymer，BFRP)筋以天然玄武岩矿石为原料，将其破碎后在1450 ℃~1500 ℃的高温熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制而形成的连续纤维，由于具有抗拉强度高、耐腐蚀性好、吸湿性低且绝缘性好、抗老化性能良好、热膨胀系数与混凝土接近、自重小、性价比高、绿色环保等一系列优点，被视为替代钢筋应用于土木建筑结构中的新型材料，已在高层建筑、大跨度桥梁、海洋扩建(如中国南海岛礁建设)等工程中广泛应用[1 − 3]。

第45卷第2期f h丨芝讨V〇1.45,N〇.2 2019 年2 月________________________Sichuan Building Materials_______________________February, 2019 BFRP布加固钢筋混凝土梁受力性能的数值模拟姜浩，田龙强，张天鹏(吉林建筑大学土木工程学院，吉林长春130118)摘要:本文使用有限元分析软件ABAQUS对BFRP布加固 钢筋混凝土梁进行受力性能分析，用壳单元来模拟BFRP布 粘贴于梁底部，采用BFRP布与梁底粘结长度作为变量，分 析梁的开裂荷载、挠度变化的影响。

模拟结果表明粘结长度 对梁底界面开裂的荷载影响不大，对挠度有一定的降低作用。

关键词：BFRP布;钢筋混凝土梁；开裂;挠度中图分类号:TU375 文献标志码:B文章编号：1672 -4011 (2019)02 -0085 -02DOI：10. 3969/j.issn. 1672 - 4011. 2019. 02. 041 Numerical Simulation of Mechanical Behavior of Reinforced Concrete Beams Strengthened with BFRP JIANG Hao,TIAN Longqiang,ZHANG Tianpeng (School of Civil Engineering,Jilin University of Architecture,Changchun 130118，China)Abstract:In this paper，finite element analysis software ABAQUS is used to analyze the mechanical properties of reinforced concrete beam reinforced by BFRP,a shell element is used to simulate the BFRP cloth sticking to the bottom of the beam,the bond length between BFRP cloth and beam bottom was taken as the variable,analyzing the cracking load,the deflection of the beam.The simulation results show that the bond length has little influence on the load of the cracks at the bottom of the beam,and it can reduce the deflection.Key Words：BFRP sheets；reinforced concrete beam；cracking；deflection〇前言1有限元分析模型1.1 BFRP布混凝土梁的截面尺寸参数梁采用矩形截面简支梁，BFRP布粘贴于混凝土梁底，梁 截面尺寸为200 m m X400 mm,梁长4.8 m。

BFRP复合竹梁的受弯性能试验研究开题报告一、选题背景：随着住房建设的高速发展，建筑材料的需求量逐年递增。

传统的木材已经不能满足建筑行业的需求。

而竹子作为一种经济、环保的材料，其使用也越来越受到关注。

为了提高竹材的使用效能，各种复合材料制品也逐渐出现在人们的视野中。

本文从复合竹梁的受弯性能出发，探究BFRP（玻璃纤维增强聚合物）与竹子复合的材料在建筑中的应用优势与局限性。

二、研究目的与意义：本文研究的目的是通过对BFRP复合竹梁的受弯性能试验进行评估，从各方面揭示其性能特点及构成的适用范围，为其在实际应用中提供参考和依据，同时也为加强竹材与BFRP材料的结合提供了新的思路和方法。

三、研究内容：1.介绍竹材、BFRP材料及复合材料的制备方法；2.阐述竹梁复合BFRP材料之后对力学性能的影响；3.提出BFRP材料与竹材相结合的有效方案；4.构建BFRP复合竹梁的受弯性能试验方案；5.对试验结果进行分析及比较。

四、研究方法：本文将采用文献资料法、试验法、统计学方法等多种方法相结合，详细研究BFRP复合竹梁的制备、力学性能影响及其在建筑中的应用优势和局限性等方面的内容。

五、预期结果：本文预计可以探索出BFRP材料与竹材相结合的有效方案，并对其在受弯性能方面进行比较及分析，对竹材与 BFRP材料在实际应用中具有重要意义。

六、论文结构：本文分为导言、国内外文献综述、BFRP复合竹梁的制备方法、力学性能分析及试验、结果与分析、结论与展望六个部分。

七、参考文献：1)Ding Yulong, Liu Dayong, Wang Xiaodong, et al. Experiment and numerical analysis of bamboo-veneer composite beam [J]. Journal of Central South University of Technology, 2004, 11 (3): 319-322.2)Feng Zhiming, Yang Zaiyun, Chen Ruiyan. Research progress of bamboo fiber reinforced polymer composite materials [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2009, 25 (16).3)Kuo Ping Chi, Roy G. Zibell, Jorge F. Rodrigues. Structural behaviors of bamboo and glass fiber-reinforced polymer composite beams [J]. Composite Structures, 2005, 68 (2): 149-157.4)Zhang Yongzhong, Tan Yukun, Fang Xiande, et al. Design and experiment of bamboo-based composite I-beams [J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2010, 42 (4): 469-473.5)Fu Yiming, Wang Xudong. Analysis on mechanical properties of bamboo veneer lumber reinforced with FRP [J]. Journal of Forestry Engineering, 2006, l (1): 47-50.。

聚四氟乙烯学习材料详细检测项目.doc1．聚四氟乙烯聚四氟乙烯是用于密封的氟塑料之一。

聚四氟乙烯以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它的周围，构成严密的屏障，使它具有非常宝贵的综合物理机械性能 ( 表 14—9) 。

聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性，即使温度较高，也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂，所以，素有“塑料王”之称。

除某些芳烃化合物能使聚四氟乙烯有轻微的溶胀外，对酮类、醇类等有机溶剂均有耐蚀性。

只有熔融态的碱金属及元素氟等在高温下才能对它起作用。

聚四氟乙烯的介电性能优异，绝缘强度及抗电弧性能也很突出，介质损耗角正切值很低，但抗电晕性能不好。

聚四氟乙烯不吸水、不受氧气、紫外线作用、耐候性好，在户外暴露3 年，抗拉强度几乎保持不变，仅伸长率有所下降。

聚四氟乙烯薄膜与涂层由于有细孔，故能透过水和气体。

表 14-9 聚四氟乙烯性能序号技术指标单位数值测试方法物理比重2． 15～2．20GB1033—701性能抗拉强度 Pa (1961 ～3521) ×104GBl04079 断裂伸长率％ 250～500GB1040—79 抗压强度 ( 变形 10％) Pa 1952× 104 GB104l —79抗冲击无缺口kgf · cm不断2GB1043—79有缺口／ cm 24．6～31． 6机械抗弯强度Pa(1834 ～2030) ×104GB1042—792性能硬度 HB4． 54HG —16865 钢球Ф5mm载荷 62．5kgf摩擦系数O ． 13～O ．16M200试验机，对磨件 4514．5＃钢，硬度 HRC50～59，磨耗磨痕表面粗糙度0.8 ▽负荷23kgf ，线速度 O.39m ／介电3性能热学4性能s，时间 30min介电常数 50Hz 2.1GB1049—78 106 Hz 2.1介质损耗角正切0.5 ×10-450Hz GB1049—782.5 ×10-4106 Hz耐电压kV/mm 60 GB1049—78体积比电阻Ω· cm 1018 GB1049—78 表面比电阻Ω1014 GB1049—78晶体熔点℃327～330 ASTMD1457-75 线膨胀系数20～60℃10-5×10.320～100℃10.5 GB1036-701/ ℃20～150℃11.420～200℃12.8比热容0℃J/kg ·K-30.96 ×1050℃ 1.05 ×10-3导热系数W/m·K 0.24 平板法聚四氟乙烯在200℃以上，开始极微量的裂解，即使升温到结晶体熔点327℃，仍裂解很少，每小时失重为万分之二。