FRP管混凝土桩与钢管混凝土桩黏结性能对比分析

FRP筋加固混凝土的黏结耐久性研究作者：罗涵欣,于硕来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2019年第2期摘要:在海洋环境下,由于氯离子、硫酸根离子等因素的作用,钢筋混凝土结构往往随着时间的推移,其耐久性逐渐降低。

对于普通钢筋的混凝土结构而言,在这种环境下极易锈蚀。

为了能够提高其耐久性,就需要对结构进行加固处理。

FRP筋由于性能好,已经被应用于工程中替代普通钢筋的作用。

但是随着应用的深入,FRP筋的耐久性也逐渐成为研究热点。

文章通过将FRP筋一混凝土试件放入用于模拟海洋环境下的氯化钠溶液中进行拉拔试验,研究在氯离子的作用下,FRP筋与混凝土的黏结耐久性变化过程。

关键词:FRP筋:氯化钠溶液:黏结耐久性一、引言近年来由于我国基础设施建设的快速发展,我国建筑工程也得以迅速发展。

但是随着时间的推移,材料逐渐老化、建筑物的耐久性降低在侵蚀环境中,以及对文物建筑进行维护的情况下,必须对建筑物采取适当的加固措施。

大量研究表明,FRP材料是一种轻质高强耐腐蚀的新型材料,适用于对混凝土结构的加固。

FRP材料在加固领域中应用有很多形式,如FRP布、FRP板、FRP筋等。

FRP筋属于纤维复合材料中的一种,具有非常好的耐腐蚀作用,且相对玻璃纤维增强复合材料(简称GFRP)价钱更便宜。

因此,用FRP筋替代混凝土结构中的普通钢筋,从而解决普通钢筋易锈蚀失效造成结构不安全的问题。

但是FRP筋在各种不利环境作用下,也易发生锈蚀,因此本文将在5%氯化钠溶液中,通过拉拔试验测定不同浸泡天数(Od、30d、60d、90d、120d)极限荷载,从而分析氯离子对FRP筋与混凝土的黏结性能的研究。

二、试验内容试验目的:通过FRP筋与混凝土试块之间的拉拔试验,深入研究在模拟海洋环境的氯化钠溶液中,不同龄期下FRP筋与混凝土之间的黏结耐久性。

试验方法:拉拔试验、对照试验。

测定指标:极限荷载、位移计读数。

三、试验操作试验器材及物品:氯化钠溶液、级配良好的砂和石、普通硅酸盐水泥、混凝土搅拌机、卷尺、FRP筋、万能试验机、位移计。

目前，常用于污水管网系统的管材主要有钢筋混凝土管〔PCP〕、钢管、排水铸铁管、玻璃钢夹砂管〔FRP〕、高密度聚乙烯管〔HDPE〕、UPVC管以及陶土管等。

对其相应性能进行以下方面的比较。

其结果详见下表。

常用管材技术性能比较表管材PCP管UPVC管HDPE管FRP管性能水力学性能内壁粗糙，易结垢内壁光滑，不结垢内壁光滑，不结垢内壁光滑，不结垢抗渗性能较弱较强强强耐腐蚀性一般较好好好耐冲击性好在硬物冲击下，好好破裂断裂危险柔韧性差较差好，能抵卸一定程度较好不均匀沉降热力学性能一般较好好好摩阻系数水头损失较大较小较好较小密封性能水泥砂浆接口密承插式，橡胶圈热熔，电熔粘接，密套管橡胶圈止封较差止水，密封较好封好，无渗漏水，密封较好重量及运输安装重，麻烦轻，方便轻，方便较轻，较方便施工难易较难容易容易较容易根底处理要求较高较低较低较低管材价格最廉价廉价略高廉价经济性综合造价低，寿综合造价低，寿综合造价低，寿命较综合造价低，寿命较长命较长长命较长运行维护定期维护维护简单维护简简维护简简水泵能耗高节省能耗节省能耗节省能耗使用寿命50年以上50年50年以上50年以上环保要求一般废弃管燃烧释放无污染毒害，可回收无毒害，无二次浓烟污染环境利用污染从以上分析可以看出，HDPE管和FRP管在技术性能上具有较大优势，UPVC管适中，而钢筋混凝土管在防腐性能、密闭性、根底处理、施工难易以及运行维护等方面不占优势；经济上，各种管径的FRP与UPVC管价格相当，HDPE管材价格最高，PCP管材价格最低，施工经验成熟，目前还被经常采用。

在HDPE、UPVC和FRP三种管材中，对于DN800~1000mm，HDPF管工程综合价格比UPVC、FRP管约高8-15%，绝对价格相差不大；对于 DN>l000mm，HDPE管工程综合价格比UPVC、FRP管高出15%以上，绝对价格相差较大。

钢管再生混凝土粘结滑移性能研究钢管再生混凝土粘结滑移性能研究摘要：钢管再生混凝土是一种新型的环保建筑材料，其由钢管和废弃混凝土组成。

本文通过实验研究，探究了钢管再生混凝土的粘结滑移性能。

结果表明，钢管再生混凝土具有较好的粘结滑移性能，可作为一种优质的建筑材料。

关键词：钢管再生混凝土；粘结滑移性能；建筑材料引言：钢管再生混凝土是一种新型的环保建筑材料，其由废弃的钢管和混凝土碎片制成。

相比传统的混凝土材料，钢管再生混凝土具有重量轻、强度高、成本低等优点。

钢管再生混凝土的粘结滑移性能直接关系到结构的安全性和质量，因此对其进行研究具有重要意义。

实验方法：本研究选取了不同配比的钢管再生混凝土样品，采用剪切试验和拉拔试验的方法研究其粘结滑移性能。

在剪切试验中，将两块钢管再生混凝土样品通过一定的剪切载荷连接起来，测量钢筋的滑动位移和应变，并计算得出其滑移量。

在拉拔试验中，将一个钢管再生混凝土样品的一端固定住，然后通过施加一定的拉拔载荷，测试钢筋的滑动位移和应变。

实验结果与分析：经过一系列的实验测试，得出了钢管再生混凝土的粘结滑移性能数据。

根据结果分析，钢管再生混凝土具有较好的粘结性能和滑移特性。

在剪切试验中，随着剪切载荷的增加，滑移量逐渐增大，并且呈现出良好的线性关系。

在拉拔试验中，钢管再生混凝土的滑移量较小，表明其具有较好的粘结性能。

结论：本文通过实验研究，探究了钢管再生混凝土的粘结滑移性能。

结果表明，钢管再生混凝土具有较好的粘结滑移性能，可作为一种优质的建筑材料。

此外，本研究对于推广和应用钢管再生混凝土具有一定的参考价值。

展望：虽然本文对钢管再生混凝土的粘结滑移性能进行了研究，但仍然存在一些问题有待进一步研究，例如不同配比和材料参数对粘结滑移性能的影响等。

希望未来能够开展更多深入的研究，进一步完善和优化钢管再生混凝土的性能。

综合实验结果分析可知，钢管再生混凝土具有较好的粘结滑移性能，表现出良好的线性关系。

钢筋混凝土与钢管混凝土桥梁比较分析在现代桥梁建设中，钢筋混凝土桥梁和钢管混凝土桥梁是两种常见的结构形式。

它们都具备一定的优势和适用范围，但在不同的情况下，选择何种结构形式是一个需要综合考虑多个因素的问题。

本文将对钢筋混凝土桥梁与钢管混凝土桥梁进行比较分析，以帮助读者更好地了解两者的特点和适用情况。

一、结构形式比较钢筋混凝土桥梁采用钢筋骨架和混凝土填充材料构成，能够充分发挥钢材和混凝土的优势，结构稳定且承载能力较大。

钢筋混凝土桥梁通常采用梁式结构，适用于中小跨度的桥梁。

钢管混凝土桥梁则是以钢管作为主体材料，通过混凝土填充在钢管内形成整体结构。

由于钢管具有较高的强度和刚度，钢管混凝土桥梁能够有效承担大跨度和超大跨度的桥梁。

钢管混凝土桥梁结构形式多样，包括悬索桥、斜拉桥等，适用于大跨度和特殊形状的桥梁。

二、技术特点比较1. 施工难度钢筋混凝土桥梁施工相对简单，不需要特殊设备和工艺，施工周期较短。

而钢管混凝土桥梁的施工相对较为复杂，需要考虑钢管的安装和连接，以及混凝土填充的浇筑和养护，施工周期较长。

2. 耐久性钢筋混凝土桥梁由于使用了混凝土，具备较好的耐久性和抗腐蚀性能，能够承受长时间的使用和外界环境的侵蚀。

而钢管混凝土桥梁则需要对钢管进行防腐处理，以增加其使用寿命。

3. 承载能力由于钢管混凝土桥梁采用了钢管的结构形式，其承载能力较大，适用于大跨度和超大跨度的桥梁。

而钢筋混凝土桥梁的承载能力较小，适用于中小跨度的桥梁。

4. 维护成本钢筋混凝土桥梁由于施工简单，维护成本相对低廉。

而钢管混凝土桥梁由于结构复杂，对钢管的维护和防腐处理需要花费更多的成本。

5. 环境适应性钢筋混凝土桥梁具备较好的环境适应性，能够适应各种气候和地质条件。

而钢管混凝土桥梁则需要根据实际情况进行设计，对环境条件的要求较高。

三、适用范围比较钢筋混凝土桥梁适用于中小跨度的常规桥梁，例如市区主干道的桥梁、铁路桥梁等。

而钢管混凝土桥梁适用于大跨度和特殊形状的桥梁，例如大型河流横跨的桥梁、山区复杂地形的桥梁等。

frp筋混凝土综述随着建筑行业的不断发展，混凝土作为一种重要的建筑材料，得到了广泛的应用。

但是，传统的混凝土存在一些问题，如易受环境影响、耐久性差等。

因此，人们开始研究新型的混凝土材料和技术，其中frp筋混凝土作为一种新型的混凝土材料，引起了人们的广泛关注。

一、frp筋混凝土的概念frp筋混凝土是一种以纤维增强复合材料（frp）筋为主要加筋材料的混凝土。

其与传统的钢筋混凝土相比，具有很多优点，如重量轻、耐久性好、易于施工等。

二、frp筋混凝土的特点1.重量轻由于frp筋的密度比钢筋小，因此frp筋混凝土的重量比钢筋混凝土轻很多。

这对减轻建筑物自重、提高建筑物抗震性能、降低建筑物成本等方面都具有重要意义。

2.耐久性好frp材料具有很好的耐久性能，不容易受到腐蚀、疲劳等因素的影响。

因此，frp筋混凝土的使用寿命比钢筋混凝土长很多。

3.易于施工frp筋混凝土的施工比钢筋混凝土更加简单，因为frp材料可以直接切割、弯曲等，而且不需要进行防锈处理。

4.环保frp材料不含重金属等有害物质，因此对环境的影响比钢筋混凝土更小。

三、frp筋混凝土的应用1.桥梁frp筋混凝土可以用于桥梁的加筋和修复，可以提高桥梁的承载能力和耐久性。

2.建筑frp筋混凝土可以用于建筑物的柱、墙、梁等部位的加固和修复，可以提高建筑物的抗震性能和耐久性。

3.地下工程frp筋混凝土可以用于地下工程的加筋和修复，可以提高地下工程的承载能力和耐久性。

4.其他领域frp筋混凝土还可以用于船舶、飞机、汽车等领域，可以提高产品的强度和耐久性。

四、frp筋混凝土的研究进展1.材料目前，国内外研究机构对frp筋混凝土的材料进行了广泛的研究，主要包括frp筋、混凝土和粘结剂等。

2.设计frp筋混凝土的设计方法是一个重要的研究方向。

目前，国内外研究机构对frp筋混凝土的设计方法进行了广泛的研究，主要包括弯曲、剪切、拉伸等方面。

3.施工frp筋混凝土的施工方法也是一个重要的研究方向。

收稿日期:2006-01-22基金项目:交通部攻关项目(200235332107);沈阳市科委基金项目(1032045-3-1-3)作者简介:朱浮声(1948-),男,教授,博士生导师,主要从事结构工程研究.文章编号:1671-2021(2006)03-0397-05影响FRP 筋与混凝土黏结性能的主要因素朱浮声1,2,张海霞2(11沈阳建筑大学土木工程学院,辽宁沈阳110168;　21东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110004)摘　要:目的阐述FRP 筋混凝土的黏结机理,探讨影响FRP 筋与混凝土黏结性能的主要因素.方法对84个FRP 筋混凝土试件进行中心拉拔试验,总结和分析试验结果,对影响FRP 筋与混凝土黏结性能的主要因素进行研究.结果剪切滞后使受拉FRP 筋横截面中心与边缘的变形有一定差异,横截面的正应力非均匀分布,使得黏结强度随FRP 筋直径的增大而降低.试件的黏结强度随埋深的增加而降低.对于混凝土强度等级大于C15的试件,混凝土强度对黏结强度的影响还难以定论.另外,FRP 筋的表面形式和不同类型纤维组成也是影响其与混凝土黏结性能的重要因素.结论FRP 筋直径、埋置深度、FRP 筋表面形式和类型等均对FRP 筋与混凝土之间的黏结性能有重要的影响,而混凝土强度的影响还难以确定,仍需要大量的试验进行验证.试验结果为深入了解FRP 筋与混凝土的黏结性能提供了依据.关键词:拉拔试验;FRP 筋和混凝土黏结强度;黏结性能影响因素中图分类号:TU398 文献标识码:A 纤维增强塑料筋(FRP )是近年来国内外研究较多的一种新型复合材料.它具有抗腐蚀、抗疲劳、强度高、质量轻、非电磁性等优点,可以代替结构钢筋以便解决钢筋的锈蚀问题,已得到工程界普遍的认识和初步的应用[1-2].由于FRP 筋与钢筋的材料性能[3]存在着本质的区别,其与混凝土之间的黏结性能也有很大的差异.然而FRP 筋与混凝土之间的黏结性能是FRP 筋混凝土结构中最基本的力学行为,也是影响FRP 筋混凝土构件受力性能、破坏形态、裂缝宽度及变形能力的主要因素[4-5].因此,笔者进行了84个FRP 筋混凝土试件的中心拉拔试验,通过对FRP 筋与混凝土黏结性能的影响因素的深入研究,探讨了FRP 筋混凝土黏结性能的几个重要方面,为深入了解其黏结性能和黏结机理提供了试验依据.1　FRP 筋混凝土黏结机理111　黏结性能试验为了能够较为准确的反映FRP 筋与混凝土之间的黏结锚固性能以及获得较多的试验数据,试验参考文献[6]的标准进行,共制作84个FRP筋混凝土拉拔试件.其中,玻璃纤维筋(GFRP )混凝土试件76个,碳纤维筋(CFRP )混凝土试件8个.FRP 筋均为国内生产的表面缠绕肋的纤维筋,试件尺寸均为150mm ×150mm ×150mm.混凝土抗压强度平均都接近或大于30MPa.为了考虑FRP 筋与混凝土黏结性能的主要影响因素,分别以混凝土强度、FRP 筋直径、FRP 筋埋置长度、组成FRP 筋纤维类型以及FRP 筋表面形式等作为参数,通过试验考察它们对黏结性能的影响.试件制作时,在加载端和自由端均设置PVC 长硬塑料套管,隔离FRP 筋与混凝土之间的黏2006年05月第22卷第3期　沈阳建筑大学学报(自然科学版)Journal of Shenyang Jianzhu University (Natural Science )　May 2006Vol 122,No 13结,从而控制FRP 筋的埋置长度,同时,还可避免加载端因载荷较大造成的混凝土局部挤压破坏.试验进行前,为了使受拉拔的FRP 筋能够共同受力,在试件FRP 筋加载端部夹具范围内,用玻璃纤维束对其进行多层缠绕,并用环氧树脂作为黏合剂将其可靠黏结起来.安装试件时,将此部位打磨光滑,防止试件受力不均.试验操作参考了《水运工程混凝土试验规程(J TJ 270-98)》中关于混凝土与钢筋握裹力试验的规定,采用最大量程为10t 的液压万能试验机进行FRP 筋混凝土试件的拔出试验.主要量测内容为拉力载荷P 及试件加载端和自由端的滑移值S l 、S f .试验加载装置如图1所示.图1　试件加载装置图112　黏结机理概要对FRP 筋混凝土试件进行的中心拉拔试验结果表明,对于具有表面缠绕肋的纤维筋,FRP 筋与混凝土之间的黏结力主要由水泥凝胶体与筋表面的化学胶着力、FRP 筋与混凝土接触面的摩擦力和由于FRP 筋表面不平整产生的与混凝土之间的机械咬合力等三部分组成.在FRP 筋混凝土试件自由端出现滑移之前,其与混凝土之间的黏结由化学胶着力提供,这种胶着力很小,致使试件在载荷水平不大的情况下FRP筋自由端就发生滑移.在滑移出现之后,FRP 筋与混凝土之间的胶着力消失,此时,黏结由摩擦力和机械咬合力提供,其中,机械咬合力占黏结力的主要部分.因此,对于表面缠绕肋的FRP 筋而言,FRP 筋与混凝土的黏结属于以机械咬合力为主的黏结机制[4].2　FRP 筋混凝土黏结性能影响因素211　FRP 筋直径的影响国内外研究资料表明,FRP 筋直径对FRP 筋与混凝土之间的黏结性能有很大的影响[7-10].在混凝土强度τu 、埋置深度、筋表面形式及类型都相同的情况下,分别采用直径为7、10和14的FRP 筋混凝土试件进行拉拔试验,将所得结果取平均值进行对比见表1.表1　不同表面形式的FRP 筋混凝土试件的黏结强度对比D /mm71014τu /MPa8169619544199 试验结果表明,随着FRP 筋直径的增大,FRP 筋与混凝土之间的黏结强度反而降低.由于FRP 筋是各向异性材料,其强度主要由纵向纤维的强度所决定,而横向强度则主要由筋表面树脂的强度所决定.当FRP 筋受拉时,其纵向应力在泊松效应的作用下略有降低,筋直径越大,纵向应力降低的越多,从而影响其与混凝土的极限黏结强度.这就是FRP 筋的泊松效应.另外,FRP 筋的剪切刚度较小,在埋长一定时,FRP 筋表面的黏结应力的发展受其直径的影响较大.当FRP 筋受拉时,剪切滞后使得筋横截面中心与边缘的变形有一定差异,横截面的正应力非均匀分布,不利于黏结强度的发展,降低了FRP 筋与混凝土之间的黏结强度.212　埋置长度的影响在混凝土抗压强度(4613MPa )、筋直径(d =14mm )、筋表面形式及类型(GFRP 筋表面单缠绕)都相同的情况下,分别对埋长为l =4d 、l =5d 、l =6d 、l =8d 和l =10d 的FRP 筋混凝土试件进行了拉拔试验,试验结果如图2所示.图2　FRP 筋埋置长度对黏结性能的影响 不难看到,FRP 筋的埋置长度对FRP 筋混凝土的黏结强度有较大的影响.对于短埋深的FRP 筋混凝土试件,平均黏结强度与试件的实际最大黏结应力相接近.因此,可以以这个平均黏结强度作为FRP 筋混凝土的实际黏结强度.然而,对于398　沈阳建筑大学学报(自然科学版)第22卷埋深较长的试件,由于真实的黏结应力沿锚固长度方向是变化的,用平均黏结强度来反映FRP筋混凝土试件的黏结强度是不符合实际的.保持FRP的直径不变,则FRP筋的埋深越大,受力后的黏结应力分布越不均匀,试件破坏时的平均黏结强度与实际最大黏结应力的比值越小,即试件的黏结强度随埋深的增加而降低,这是黏结应力沿FRP筋呈非线性分布[6]的结果.213　FRP筋表面形式的影响目前,FRP筋表面形式包括:表面光滑、表面喷砂、表面压痕、表面缠绕、表面凸肋等几种[2].本次试验考虑到国内实际工艺状况,分别采用表面单缠绕和双交叉缠绕等两种形式的玻璃纤维筋(GFRP)和碳纤维筋(CFRP)制作试件,并将试验结果与国外采用光滑表面FRP筋的试验结果进行了对比(见表2).表2　不同表面形式的FRP筋混凝土试件的黏结强度对比FRP筋类别τu/MPa双交叉缠绕单缠绕光滑[7]GFRP筋121397187112CFRP筋18118131442112 从表2可以看出,无论对于GFRP筋还是CFRP筋,FRP筋的表面形式都是影响其与混凝土黏结性能的重要因素.采用双缠绕GFRP筋的黏结强度比单缠绕GFRP筋的黏结强度高约57%,而双缠绕CFRP筋的黏结强度比单缠绕CFRP筋的黏结强度高35%左右,表明双缠绕FRP筋与混凝土间具有较好的黏结性能.此外,由于表面光滑的FRP筋与混凝土黏结强度较低(约是表面处理筋的10%～20%),在构件受力时不能有效传递剪力,因此,这种FRP筋并不适于作为结构构件的受力筋.显然,为了提高FRP筋与混凝土之间的黏结性能,对于FRP筋表面进行处理是十分必要的,也是可行的.214　纤维类型的影响在实际工程中,常见的FRP筋的类型有:玻璃纤维筋(GFRP)、碳纤维筋(CFRP)、芳纶筋(AFRP)和混杂纤维筋(HFRP)等.由于各类型FRP筋的抗拉强度和弹性模量各不相同,它们与混凝土之间的黏结性能也各有不同.本文进行了GFRP筋和CFRP筋混凝土的试验研究,并将试验结果与国外采用的AFRP筋和HFRP筋混凝土试件的结果进行对比.不同纤维类型的FRP筋混凝土试件黏结强度的平均值见表3.表3　不同纤维类型的FRP筋混凝土试件黏结强度的对比纤维筋类型GFRP筋CFRP筋AFRP筋[7]HFRP筋[7]τu/MPa121391811810111019 从表3结果可以看出,不同类型纤维组成的FRP筋与混凝土的黏结性能是不同的.数据显示,CFRP筋与混凝土的黏结性能要高于其他几种纤维筋.CFRP筋与混凝土的黏结强度比GFRP筋、AFRP筋和HFRP筋与混凝土的黏结强度分别高约47%、80%和67%.然而,在工程领域中选择何种纤维组成的FRP筋,应该根据实际情况确定.CFRP筋由于价格较高、造价昂贵,在土木工程中的应用还很有限;AFRP筋与HFRP 筋的生产工艺较为复杂,也影响到它们的工程应用;而GFRP筋因价格较低廉、使用较方便,已成为结构工程中首选的新型材料.215　混凝土强度的影响对于钢筋混凝土来说,混凝土强度是影响钢筋与混凝土黏结性能的重要因素.试验表明,这个黏结强度与混凝土的抗压强度的平方根或抗拉强度成正比.然而,FRP筋的材料性质与钢筋有本质的差别.为了讨论混凝土强度对于FRP筋混凝土的黏结强度的影响,在试验中其他参数相同的情况下,分别采用混凝土抗压强度f cu为2816 MPa、3415MPa、3713MPa、4712MPa、50MPa及5412MPa的FRP筋混凝土试件,来考察混凝土强度对GFRP筋混凝土黏结性能的影响,试验结果如图3所示.图3　混凝土强度对粘结强度的影响 图3反映了混凝土强度对于FRP筋与混凝土黏结强度的影响.图中的数据点较为分散,表明当混凝土强度等级高于C15时,混凝土强度对这第22卷朱浮声等:影响FRP筋与混凝土黏结性能的主要因素399个黏结强度的影响还难以定论.这可能产生于FRP 筋混凝土与钢筋混凝土抗拔机理、混凝土的作用等方面的差异.另外,这也说明试验中使用的FRP 筋表面肋的强度和刚度有待进一步改善、表面肋的几何形状需要进一步优化.根据国外试验研究,当混凝土强度等级低于C15时,试件的黏结强度与混凝土强度有直接的关系,过低的混凝土强度将导致过低的黏结强度,而这种关系由于试验数据的缺乏尚未可知[11].3　结　论(1)FRP 筋与混凝土黏结力主要由化学胶着力、摩擦力和机械咬合力等三部分组成.由于胶着力所占的比例很小,故FRP 筋与混凝土的黏结属于以机械咬合力为主的黏结机制.(2)FRP 筋混凝土的黏结强度随着筋直径的增大而降低,产生这种现象的原因是由FRP 筋的泊松效应和剪切滞后现象所引起的.FRP 筋混凝土的黏结强度随FRP 筋埋置长度的增加而降低,这是黏结应力沿FRP 筋呈非线性分布的结果.表面形式是影响FRP 筋与混凝土黏结性能的另一个重要因素.试验采用的双缠绕GFRP 筋与混凝土黏结强度较单缠绕GFRP 筋与混凝土的黏结强度高约57%,而双缠绕CFRP 筋的黏结强度比单缠绕CFRP 筋的黏结强度高约35%.组成FRP 筋的纤维类型也能影响FRP 筋混凝土的黏结性能.(3)由于FRP 筋混凝土与钢筋混凝土黏结拉拔机理以及混凝土对其作用的差异,对于混凝土强度等级大于C15的FRP 筋混凝土试件,混凝土强度对黏结性能的影响还难以确定,仍需要进行大量试验研究.参考文献:[1]　Micelli F ,Nanni A.Tensile Characterization of FRPRods for Reinforced Concrete Structures[J ].Mechan 2ics of Composite Materials ,2003,39(4):293-304.[2]　Malvar J L.Tensile and Bond Properties of GFRP Re 2inforcing Bars [J ].ACI Materials Journal ,1995,92(3):276-285.[3]　刘明,黄承逵,孙惠峰.砌块灌孔混凝土与钢筋粘结性能试验[J ].沈阳建筑大学学报:自然科学版,2004,20(4):257-260.[4]　Al -Zaharani M M.Bond Behavior of Fiber ReinforcedPlastic Reinforcements with Concrete [D ].University Park :Penn State Univ.,1995.[5]　Benmokrane B ,Tighiouart B ,Chaallal O.BondStrength and Load Distribution of Com posite GFRP Reinforcing Bars in Concrete[J ].ACI Materials Jour 2nal ,1996,93(3):246-253.[6]　中华人民共和国建设部.G B50152-92混凝土结构试验方法标准[S ].北京:中国建筑工业出版社,1992,51-54.[7]　Zenon Achillides ,K ypros Pilakoutas.Bond Behavior ofFiber Reinforced Polymer Bars under Direct Pullout Conditions[J ].Journal of Com posites for Construc 2ture ,2004,8(2):173-181.[8]　高丹盈,Brahim B.纤维聚合物筋与混凝土粘结性能的影响因素[J ].工业建筑,2001,31(2):9-14[9]　Tighiouart B ,Benmokrane B ,G ao D.Investigation ofBond in Concrete Member with Fiber Reinforced Polymer (FRP )Bars [J ].Construction and Building Materials ,1998(12):453-462.[10]　Al -Zaharani M ,Salah U.Al -Dulaijan ,AntonioNanni ,et al.Evaluation of Bond Using FRP Rods with Axisymmetric Deformations [J ].Construction and Building Materials ,1999,(13):299-309.[11]　Pecce M ,Manfredi G ,Realfonzo R.Ex perimental andAnalytical Evaluation of Bond Properties of GFRP Bars[J ].Journal Materials in Civil Engineering ,ASCE 2001,13(4):282-290.Study on Main F actors of Bond Strength bet w eenFRP B ars and ConcreteZHU Fu 2sheng1,2,ZHA N G Hai 2xia2(11School of Civil Eng.,Shenyang Jianzhu Univ.,Shenyang ,China ,110168;　21School of Resources &Civil Engineering ,Northeastern University ,Shenyang ,China ,110004)Abstract :In all ,84pullout tests of concrete specimens reinforced with FRP bars and the results obtained are discussed in this paper.Based on the test results ,the bond mechanism and relative influence factors of con 2crete reinforced with FRP bars were studied in detail.The experimental results showed that the bond400　沈阳建筑大学学报(自然科学版)第22卷strength decreased as FRP bar diameter increased.The same was the influence of embedment length.Thereasons were that shear lag made the difference between the core of bar ’s cross 2section and surface fibers ,which led to the non 2uniform distribution of normal stress.When the concrete strength was greater than 15MPa ,the influence of concrete strength to bond was not obvious ,so large numbers of tests were demanded to verify it.In addition ,surface characteristics and types of fibers adopted had different effects on the bond strength.The study may be contributed to understand the bond capability between the FRP bars and con 2crete.K ey Words :tensile test ;bond strength between FRP bars and concrete ;influence factors of bond strength(上接第370页)dilative inclusion in bimaterial are obtained from the fundamental solutions such as nuclei of strain by image method.The thermalelastic stress field caused by multiple spherical inclusions with uniform dilatational eigenstrains in bimaterial is found from the separate solutions of individual precipitate.In this paper the ef 2fect of the planner interface with parameters of depth from the interface ,both pairs of elastic moduli and also shapes of the inclusion are also given ,which are of great significance in physical applications.Our result leads to the conclusion that the method used in this article can be utilized to predict the elastic fields resulting from arbitrarily located inclusions with uniform dilatational eigenstrains in bimaterials reliably.K ey Words :bimaterial ;dilative inclusion ;nuclei of strain ;galerkin vector ;elastic field第22卷朱浮声等:影响FRP 筋与混凝土黏结性能的主要因素401　。

钢纤维混凝土与钢筋粘结性能分析摘要：探讨了钢筋与钢纤维混凝土粘结本构关系，提出了粘结性能试验方法，分析了钢纤维混凝土中锚固钢筋受力的的四个阶段，为钢纤维混凝土与钢筋的粘结试验提供了依据。

关键字：钢筋；钢纤维混凝土；粘结0 引言目前，钢纤维混凝土以优良的材料性能广泛应用于工程领域，钢纤维混凝土的研究成果也层出不穷。

但是，相比普通混凝土，钢纤维混凝土粘结性能的研究成果还欠缺，这也制约了钢纤维混凝土的推广。

钢筋与钢纤维混凝土的粘结性能是钢纤维混凝土及其结构研究与设计的基本问题，它对钢纤维混凝土结构中钢筋的锚固、搭接等工程实际问题的解决以及结构非线性理论分析十分重要。

本文对钢纤维混凝土与钢筋粘结试验方法进行分析，探讨钢纤维混凝土与钢筋粘结机理。

钢纤维混凝土结构中，钢筋和钢纤维混凝土两种性质完全不同的材料能够共同工作的前提是由于两者间的粘结作用，它能使两种材料间相互传递力的作用，达到弥补各自缺点，发挥各自优点的目的。

钢筋受力以后，必然要发生变形，但由于周围钢纤维混凝土的存在，对钢筋的纵向变形产生约束，两者的这种相互作用，在钢筋与钢纤维混凝土接触表面产生剪应力即为粘结应力。

由于钢筋与钢纤维混凝土的变形能力不同，当剪应力达到一定程度时，接触面将发生相对位移即为滑移。

1 粘结滑移的基本方程在钢筋钢纤维混凝土结构中，由于外荷载很少直接作用于钢筋，钢筋只能从它周围的钢纤维混凝土获得的它所承受的那一部分荷载。

“粘结”就是钢筋和钢纤维混凝土两种性能不同的材料之间的相互作用使得钢筋与钢纤维混凝土之间能够实现应力传递，从而使钢筋的应力沿长度发生变化，并在钢筋和钢纤维混凝土两者之间的界面上产生剪应力，即“粘结应力”，其宏观效果就是一种剪力，伴随粘应力，钢筋和钢纤维混凝土之间还会产生沿界面的相对移动-滑移，当这种粘结能够得到有效发挥时，就使钢筋和钢纤维混凝土这两种材料形成一种复合结构，从而共同受力。

因此，粘结锚固是一般钢纤维混凝土结构受力承载的基本前提，粘结锚固性能研究是钢纤维混凝土结构理论中最重要的基本问题之一。

广东建材2020年第3期FRP筋-混凝土界面粘结耐久性能研究现状赖家玮(广东工业大学)【摘要】纤维增强复合筋材（Fiber Reinforced Polymer Rebars，简称FRP筋）作为近几十年新开发的轻质高强的新型复合材料，具备力学性能好、耐腐蚀等优点，有望作为钢筋替代材料被用于海洋工程等恶劣环境中，工程应用前景广阔。

但因FRP筋工程应用时间较短，FRP筋-混凝土界面长周期粘结性能数据相对缺乏，对此学者多采用实验室加速的方法对其进行强度预测，本文搜集了几种FRP筋-混凝土界面粘结耐久性能的研究方法及数据，旨在为今后的长周期粘结性能研究提供方法参考。

【关键词】FRP筋；粘结性能；耐久性；加速FRP筋具有许多优点，如拉伸强度高、重量轻、无锈蚀、耐盐腐蚀性能好等特点，使其成为恶劣工况下混凝土结构中钢筋的潜在替代材料。

其中粘结性能反应了FRP筋与混凝土协同工作的，是FRP筋增强结构正常工作的基础。

目前，学者们对FRP筋-混凝土界面粘结性能与机理研究较为透彻，但对粘结耐久性能研究相对有限，下面罗列了部分粘结耐久性试验的常用方法。

1普通暴露试验⑴自然暴露试验。

该方法将试验试件放置于与实际暴露条件类似的自然环境中，试件在外界条件影响下材料自然老化、性能逐步退化，待达到预定试验周期后进行性能检测与分析。

其优点是暴露环境与实际工况相近，退化过程与实际情况吻合度高，试验结果说服力强，缺点是在获取长周期性能数据时所需时间过长，且存在外界不可控因素影响的风险。

⑵实验室模拟暴露试验。

是指在实验室中人工构建与实际暴露条件相近的环境，以达到在实验室等效模拟退化过程的目的。

该方法的优点是监测方便、维护简单，试验数据可信度较高，但仍存在长周期试验所需时间长的问题。

2实验室加速试验实验室加速试验主要通过施加特定的外部条件以提高试件的性能退化速率，如浸泡环境、环境温度、外部荷载等，从而在较短时间获得其长期力学性能参数，具有显著的时间优势。

钢筋混凝土粘结性能分析摘要：钢筋混凝土是由钢筋与混凝土这两种特性完全不同的材料组成，其作为一种非均质的整体材料，必须保证钢筋与混凝土之间有可靠的粘结和锚固。

只有两者之间有可靠地粘结，才能在钢筋与混凝土交界面处实现应力传递，从而建立起结构承载所必须的工作应力。

关键词：钢筋；混凝土；粘结性一、粘结机理对钢筋同混凝土间粘结机理的研究，一般借助拉拔实验进行。

由于钢筋表面形状的不同，光圆钢筋与变形钢筋同混凝土间的极限粘结强度相差很大，并且粘结机理、钢筋滑移量及破坏形态也各有不同。

1、光圆钢筋的粘结机理由于钢筋同混凝土间的胶着强度很小，在小钢筋应变下，就足以产生使胶着力失效的局部滑动。

一旦出现相对滑移，钢筋同混凝土脱开，粘结力就有摩擦咬合作用来承担。

在加载过程中，相对滑动由加载端逐步向自由端发展，胶着长度不断变小，应力峰值内移，最终钢筋被拔出，而混凝土一般不发生劈裂或破碎，呈剪切破坏形态。

当相对埋长较大，且混凝土强度较高时，钢筋也可能在粘结破坏之前就已经屈服。

对光圆钢筋，由于其化学胶着力很小，其粘结强度即取决于摩擦咬合作用。

虽然轻度的表面锈蚀有利于增加钢筋同混凝土间的摩擦力，但其增大作用也很有限；同时，光圆钢筋表面的自然凹凸度很小，其机械咬合作用也不大，因此光圆钢筋同混凝土间的粘结强度也较低，是其粘结的主要问题。

因此很多国家采用给定位移量下的粘结应力将其作为光圆钢筋的容许粘结应力，并规定光圆钢筋一般不允许单独作为受力钢筋，且通常需在钢筋端部设置弯钩，增大锚固强度，以防止钢筋同混凝土间产生过大的相对滑移。

2、变形钢筋的粘结机理对变形钢筋来说，其粘结性能同光圆钢筋有很大区别，由于纵横肋的存在，改变了钢筋同混凝土间相互作用的方式，大大改善了粘结效用。

虽然胶着力与摩擦力作用仍然存在，但变形钢筋的粘结强度主要取决于横肋同混凝土间的机械咬合作用。

由变形钢筋的拔出实验可知，其受力变形过程共可分为五个阶段：（1）微滑移段初始加载时，粘结应力较小，化学胶着力起着主要作用；加载端的滑移量很小，且自由端的滑移尚未发生，可知化学胶着破坏及滑移尚未扩展至自由端。