纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能 8页

学兔兔www.xuetutu.com第15卷第1期建筑材料学报Vo1．15，No．12012年2月JOURNALOFBUILDINGMATERIALSFeb．，2012文章编号：1007—9629(2012)01-0034—08纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能尹世平，徐世娘。，王菲(1．中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008；2．中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州221116；3．浙江大学建筑工程学院，浙江杭州310058)摘要：通过薄板试件的拉拔试验和四点弯曲试验研究了纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能．结果表明：纤维编织网的表面处理和经向纤维束对纤维编织网和细粒混凝土的界面黏结性能有着较为明显的影响；无论纤维编织网是粘砂还是不粘砂，随着碳纤维柬初始埋长的增加，平均界面黏结强度有降低的趋势；当碳纤维束初始埋长大于35mm时，可保证碳纤维束与细粒混凝土有足够的黏结而不被拔出．对于粘细砂处理的绑扎搭接试件，碳纤维搭接长度不小于60mm可满足纤维束间应力传递的要求；在同样的搭接长度下，绑扎搭接纤维柬的增强效果要优于黏结搭接．关键词：纤维编织网；黏结；搭接长度；表面处理中图分类号：TU528．56文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1007—9629．2012．01．007InvestigationonBondingandOverlappingPerformanceofTextileinFineGrainedConcreteⅥNShi—ping～，XUShi—lang。，WANGFei，(1．StateKeyLaboratoryforGeomechanics＆DeepUndergroundEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221008，China；2．SchoolofMechanics&CivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China；3．CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract：Thepull—outandfour—pointtestsofthin—walledplatespecimenswerecarriedouttoinvestigatethebondingandoverlappingperformanceoftextileinfinegrainedconcrete．Theexperimentalresultsshowthatthewarpyarnsandthesurfacetreatmentofthetextilehavesignificantinfluencesontheinterfacialbondperformancebetweenthetextileandthefinegrainedconcrete．Inaddition，forthetextilecoveredwithorwithoutsand，withtheincreaseoftheinitialbondlengthofcarbonfiberyarn，theaverageinterfa—cialbondstrengthhasafallingtrend，andwhentheinitialbondlengthislongerthan35mm，itisenoughtoensurethatcarbonfiberyarnscanhavesufficientbondtothefinegrainedconcreteandcannotbepulledout．Forthetextilecoveredwithfinesand，iftheoverlappinglengthofcarbonfiberislongerthan60mm，therequirementforthestresstransferbetweenfiberyarnscanbemet．Atthesameoverlappinglength，theenhancementcapacityofthetextileusingthebindingoverlappingarebetterthanthatofthetextileu—singthestickingoverlapping．Keywords：textile；bond；overlappinglength；surfacetreatment近十年来，采用纺织材料增强水泥基材料得到是由多轴纤维编织网和细粒混凝土结合而成[1,56]．了广泛的关注．纤维编织网增强混凝土(textile由于所采用的纤维材料(如耐碱玻璃纤维、碳纤维、reinforcedconcrete，TRC)是一种新型复合材料，它芳族聚酰胺纤维、玄武岩纤维等)具有耐腐蚀性，因收稿日期：20101021；修订日期：2011-01-06基金项目：国家自然科学基金资助项目(51108451，50438010)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QNA45，2011FZA4017)第一作者：尹世平(1978一)，男，山东高密人，中国矿业大学讲师，博士．E—mail：yinshiping7808@yahoo．corn．cn 学兔兔www.xuetutu.com 学兔兔www.xuetutu.com 学兔兔www.xuetutu.com第1期尹世平，等：纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能37力增加．(2)随着碳纤维束初始埋长的增加，平均界节点的位置纬向碳纤维束由于经向玻璃纤维束的存面黏结强度(r)有降低的趋势．这可能是因为碳纤在而略微屈曲，从而拉拔力中必有一部分力克服环维束的初始埋长越长，则受力后的黏结应力分布越氧树脂的黏结力和经向玻璃纤维束的约束力，使r不均匀，试件破坏时的平均黏结强度越小．(3)经向随着经向玻璃纤维束根数的增加变大．(4)无论是否玻璃纤维束对纬向碳纤维束的界面黏结性能有着较进行纤维编织网的表面粘砂处理，当碳纤维束的初为明显的影响．这是由于纬向碳纤维在节点处通过始埋长大于35mm时，可保证碳纤维束与细粒混凝环氧树脂紧紧地和经向玻璃纤维固定在一起，且在土有足够的黏结而不被拔出．表4最大拉拔荷载及平均界面黏结强度．rable4Peakvalueofpull—outloadandaverageinterfacialbondstrengthl／mmnFailuremodeofyarnsF⋯／kNr／MPaPullout0．977OPullout1．O373Averagevalue21．18Impregnatedwithepoxyresin，withoutsandcoveredTensilerupture1．7035Tensilerupturel_6818Pul1out1．0330Pullout1．0702Averagevalue22．11Impregnatedwithepoxyresinandcoveredwithsand(d0．6ram)Tensilerupture1．6820Tensilerupture1．9548不同的碳纤维束和细粒混凝土有着不同的界面拉拔过程中，在临近峰值荷载时，自由端出现轻微滑黏结(见图4)．文献E9，16]的研究表明，在碳纤维束移，但此处的化学黏结力未完全丧失，因此随着相对的拉拔过程中，靠近加载端的碳纤维束将最先脱黏滑移的增加，会有一拉拔荷载略微的增加或基本保失效，界面仅仅残留摩阻力和机械咬合力；在外载作持不变的过程；当达到峰值拉拔荷载时，界面力完全用下，脱黏不断向试件深处发展，当自由端处的碳纤由摩阻力和机械咬合力提供；此后，随着碳纤维束的维束脱黏后，脱黏区域扩展到整个黏结面，碳纤维束缓慢拔出，碳纤维束的表面被慢慢磨平，机械咬合力逐渐被拔出．而在对本文不粘砂处理的碳纤维束的逐渐降为0，界面只有摩阻力．在对本文粘砂处理的 学兔兔www.xuetutu.com38建筑材料学报第15卷碳纤维束的拉拔过程中，当达到峰值拉拔力时，其值25mm的部分试件，在碳纤维束拔出的过程中会带陡降，这表明碳纤维束上的粘砂部分已经剥落，碳纤动端部经向玻璃纤维束的移动，从而导致试件沿碳维束和细粒混凝土的界面大部分已破坏；但由于自纤维束和细粒混凝土界面劈裂；而对于初始埋长较由端附近界面未完全破坏，外力还需要进一步克服大的试件，碳纤维束可能直接拔出或拉断．碳纤维束和细粒混凝土之间的界面力，因此拉拔荷2．2搭接试验载又有一增加或基本保持不变(碳纤维束初始埋长根据有关的研究结果l1"]，为了防止沿碳纤维较小)的发展过程，直到自由端有较大滑移；此后的束径向的应力过大而导致混凝土保护层的剥离，在发展过程与未粘砂的碳纤维束类似．另外，当碳纤维弯曲试验中所有试件的纤维编织网都进行粘砂处束初始埋长超过20mm，拉拔力降到0．2～0．3kN理，其中SFS表示粘细砂(粒径0～0．6mm)，SCS左右时，2种表面处理的碳纤维束和细粒混凝土的表示粘粗砂(粒径0．6～1．2ram)．试件的混凝土保界面都会有一强化过程，这可能是由于纬向碳纤维护层厚度都为5mm，搭接处位于跨中截面．束需克服节点位置处经向玻璃纤维束的约束所致，根据2．1节的试验结果，碳纤维的搭接长度应纬向碳纤维束在此处由于经向玻璃纤维束的存在而该大于35mm．纤维搭接方式及搭接长度见表5，其略微屈曲．在试验中还发现，对于碳纤维束初始埋长中绑扎搭接指纤维网在搭接处用铁丝绑扎；黏结搭较小的试件，如初始埋长为20mm的大部分试件和接指纤维网在搭接处用环氧树脂黏结．耄"蔓Relativeslip／mmRelativeslip／mm(a)Withoutsandcovered(b)Coveredwithsand(