纤维束埋置长度对纤维编织网与混凝土的黏结性能的影响 3页

2014年第8期(总第298期)混凝土理论研究Number8in2014(TotalNo．298)ConcreteTHEoRETICALRESEARCH纤维束埋置长度对纤维编织网与混凝土的黏结性能的影响金贺楠，王伯昕，满腾(吉林大学建设工程学院，吉林长春130026)摘要：纤维编织网与混凝土能否协调工作取决于两者之间的黏结强度。通过拉拔试验，分析了纤维束埋置长度对纤维网与混凝土黏结性能的影响，分析了纤维编织网与混凝土之间应力传递的机理。试验结果表明：随纤维束埋长增长，纤维束的极限拉拔力不断增加，平均黏结强度降低。最后提出了最佳埋置长度的取值和基本锚固长度的计算公式。关键词：纤维编织网；黏结；埋置长度；基本锚固长度中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2014)08—0011-03InfluenceofinitialbondlengthonbondbehaviorbetweentextileandconcreteJINHenan，WANGBoxin，MANTeng(CollegeofConstructionEngineering，JilinUniversity，Changchun130026，China)Abstract：WhethertextileandconcretecancoordinatewitheachOtherisrelatedtotheirbondbehavior．Theinfluenceofinitialbondlengthonbondbehaviorbetweentextileandconcretewasinvestigatedbasedonthepull-outtests．Meanwhilethemechanismofthebonds~esshowistransferredfromconcretematrixtotextileisreviewed．Theresultsshowedthattheultimatepullforceincreasesandtheaver-agebondstrengthdeclineswiththeenhancementofinitialbondlength．Finallythebestvalueofinitialbondlengthandtheformulaofbasicanchoragelengtharerecommendedinthispaper．Keywords：textile；bond；initialbondlength；basicanchoragelength动性且不离析。本试验配制了满足上述工作要求的基体，0引言其配合比见表1。在纤维增强混凝土的研究中，由于短切纤维在混凝土表1混凝土的配合比中乱向分布，使得其强度不能充分利用。同时在试件制作过程中，难以保证短切纤维在混凝土中均匀分布，大大降低利用率。纤维编织网可以沿混凝土中的应力主向布置，因而其增强效率明显提高。由于纤维网是一种各向异性的材料，纤维束的截面面积不容易确定，且纤维束内部不能完全被水泥浆体浸透，因此纤维编织网与}昆凝土的黏结机1．2纤维编织网理要比钢筋混凝土复杂得多Ⅲ。本研究通过拉拔试验，研究试验采用的纤维网径向与纬向均为耐碱玻璃纤维纤维束埋置长度对纤维编织网增强混凝土(Textilerein．(2700Tex)。在纤维网埋人混凝土后，由于混凝土不能完forcedconcrete，TRC)的黏结性能的影响。全进入纤维束内部，结果降低了纤维的协同受力能力。环氧树脂具有混凝土无法比拟的优越的浸渍性，它能渗透到1试验方案纤维束内部的粗纱之间，待环氧树脂固化后，可以把纤维1．1混凝土基体优化粗纱结成一体，大大提高它们的协同受力能力口。纤维网为使纤维编织网与混凝土协同工作，必须对传统的混的结构和性能见表2。凝土的配制进行优化设计。因纤维网格的尺寸较小，要求表2纤维网结构和性能基体粗集料的最大粒径较小。为保证}昆凝土充分渗透过纤维编织网，与其形成良好的黏结，要求基体具有较好的流收稿日期：2014~02-02基金项目：国家自然科学基金(51108207)；吉林省青年科研基金(201201057) 式中：A——纤维束的截面面积，mm；根据试验结果可以取值为0．0181-0．0349，或偏于——指1000nl长纱线的重量，km；保守和安全，取k=0．0349。p——纱线的密度，g／cm。2．4黏结锚固机理从图3中可以看出，随着纤维束埋长的增长，平均界拉拔试验过程中纤维编织网与混凝土之间的黏结力面黏结强度有所降低。这是因为纤维柬的初始埋长越长，由以下部分组成：纤维束与混凝土的化学胶着力；纤维束则受力后的黏结应力分布越不均匀，试件破坏时的平均黏与混凝土的机械咬合力；纤维束与混凝土的摩擦力。纤维结强度越小。可见纤维束的埋长对纤维编织网与混凝土的束在拔出的初始阶段，化学黏结起主要的抗拔作用。产生黏结性能有较大的影响。滑移后，化学吸附力退出工作，即在黏结滑移曲线的上升2．3纤维柬基本锚固长度段上，由摩擦力和机械咬合力承担主要抗拉作用。当黏结试验证明把纤维束拔出混凝土所需要的力会随着纤应力经过峰值以后，随着纤维束的缓慢拔出，纤维束的表维束在混凝土中埋长的增大而增加。当埋长足够长时纤维面被慢慢磨平，机械咬合力逐渐减小，摩擦力随之减小；当束会在被拔出混凝土前发生受拉破坏，否则，纤维束被拔下降段结束时，曲线进入残余应力段，黏结力不会就此消出混凝土时不会达到其极限强度。基本锚固长度定义为达失。此时黏结力主要是残余的摩擦力。到纤维束的极限强度所需要的最小埋人长度。3结论如图4所示纤维束的力的平衡条件，即：通过纤维柬从混凝土中的拔出试验，分析了纤维束埋(1Tdbdx)=Af(if+嘶)f(4)置长度对纤维网与混凝土极限拉拔力和界面黏结强度的：生．(5)影响，探讨了纤维编织网和混凝土之间应力传递的机理。1T式(4)～(5)中：d——纤维束的理论直径，mm；试验结果表明：——纤维束的拉应力，1V[Pa；(1)随纤维束埋入混凝土中的长度的增大，试件的极fd——纤维束的埋长，mm。限拉拔荷载提高，当埋长增长到50mm时，由于埋长过长，导致纤维束被拉断，不能继续承担荷载。因此为了保证构件有较好的黏结性能，纤维束的最佳埋置长度取40mm，Ar+．_二一．__一r，r使得纤维束可以在较大的拉拔力下缓慢地被拔出。图4力的传递(2)随纤维束埋人混凝土中的长度的增长，纤维束与混根据基本锚固长度的定义，利用平均黏结应力的极限凝土的界面黏结应力分布越不均匀，平均界面黏结强度下降。值即黏结强度和纤维束的极限拉伸强度，由式(5)得(3)为了使纤维束被拔出混凝土时达到其极限抗拉强到基本锚固长度的计算式如下：度，提出了纤维束基本锚固长度计算公式l~b=Kdb，并给／rib=牟．(6)出了修正系数k取值为O．0181~0．0349，或偏于保守和安叮rdbu全．取k=0．0349。式中：lab——纤维束基本锚固长度，mm；——纤维束的极限拉伸强度，MPa。参考文献：．[1】徐世煨，李赫．碳纤维编织网和高性能细粒混凝土的黏结性能fJ1．文献[6]中提出钢筋混凝土的黏结强度随、／／线建筑材料学报，2006．性变化的结论可以通过引入纤维聚合物筋表面修正系数[2】尹世平．TRC基本力学性能及其增强钢筋混凝土梁受弯性能研应用到纤维聚合物筋混凝土的黏结强度计算公式：究【DJ．大连：大连理工大学，2010．对于劈裂破坏：[3】李赫．纤维编织网增强混凝土力学性能的试验研究及理论分析『D]．大连：大连理工大学，2005．％=20k。、／-厂他(7)【4]李庆华，徐世煨，李赫．提高纤维编织网与砂浆黏结性能的实用对于拔出破坏：方法『JJ．大连理工大学学报，2008．=5．5七2(8)【5]尹世平，徐世煨，王菲．纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭式中：。、jc：——纤维聚合物筋表面修正系数，通过试验确定。接性能『J1．建筑材料学报，2012，15(1)：34—41．由此假定式(6)中的的表达式：f6】高丹盈，谢晶晶，李趁趁．纤维聚合物筋混凝土黏结性能的基本=5．5(9)问题[J】．郑州大学学报：工学版，2002，23(1)：1-5．【7】高丹盈，BRAHIMB．纤维聚合物筋混凝土的黏结机理及锚固长式中：——纤维束表面修正系数，这个系数与纤维束的度的计算方法fJl_水利学报，2000，(11)：70—78．Tex数、纤维束的截面面积、表面处理情况有关。将式(9)代人式(6)得：作者简介：金贺楠(1989一)，男，硕士研究生，研究方向：混凝土及Zdb=d预应力混凝土结构。4b‘轰=Kdbffu(10)联系地址：吉林省长春市西民主大街938号吉林大学建设工程式中：k——反映纤维束的类型和表面变形对黏结性能影学院建筑工程系(130026)响的系数。联系电话：15043066756·13·