CN113588547A - 一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法 - Google Patents

一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113588547A
CN113588547A CN202110890251.1A CN202110890251A CN113588547A CN 113588547 A CN113588547 A CN 113588547A CN 202110890251 A CN202110890251 A CN 202110890251A CN 113588547 A CN113588547 A CN 113588547A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bfrp
polypropylene fiber
concrete
coral concrete
test piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110890251.1A
Other languages
English (en)
Inventor
曹文勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Wuhan University of Science and Technology WHUST
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN202110890251.1A priority Critical patent/CN113588547A/zh
Publication of CN113588547A publication Critical patent/CN113588547A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N19/00—Investigating materials by mechanical methods
    • G01N19/04—Measuring adhesive force between materials, e.g. of sealing tape, of coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/26—Carbonates
    • C04B14/28—Carbonates of calcium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04—Macromolecular compounds
    • C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0616—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0625—Polyalkenes, e.g. polyethylene
    • C04B16/0633—Polypropylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/002—Water
    • C04B22/0026—Salt water, e.g. seawater

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，包括以下操作步骤：1.将聚丙烯纤维珊瑚混凝土试块通过测定基本力学性能进行抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度测试，2.BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土拉拔试件通过中心拉拔实验进行粘结性能影响因素和粘结滑移本构关系测试，3.并对分析实验数据得出结论，本发明通过加入聚丙烯纤维有助于控制水泥基体微裂缝的产生，减轻应力集中于混凝土的内部，有效防止裂缝的生成和扩展，可研究BFRP与珊瑚混凝土间粘结性能，分析BFRP珊瑚混凝土粘结滑移的受力过程和破坏机理，为珊瑚混凝土结构的工程应用和设计计算提供参考依据。

Description

一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法
技术领域
本发明涉及珊瑚混凝土技术领域，具体是一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法。
背景技术
珊瑚礁是石珊瑚目的动物形成的一种结构，在我国东海、南海海域中均有珊瑚礁存在，珊瑚碎屑的筒压强度在2.0MPa左右，是一种天然的建筑骨料，用珊瑚碎屑作为粗骨料、以珊瑚砂为细骨料并以海水拌制的珊瑚骨料混凝土抗压强度可以达到20-40Mpa，属于轻骨料混凝土，聚丙烯纤维是一种低弹模、非连续性的新型混凝土增强纤维，其具有提高混凝土阻裂、防渗、耐久以及抗拉的优质特性，常被称为混凝土的次要加强筋，由于珊瑚属于多孔、质轻材料，导致混凝土本身容易存在微裂缝这种先天缺陷，聚丙烯纤维的加入，有助于控制水泥基体微裂缝的产生， 减轻应力集中于混凝土的内部，有效防止裂缝的生成和扩展。同时，BFRP 筋在普通混凝土工程中的应用已逐步得到认可，且较普通混凝土而言，珊瑚混凝土密实度低、抗渗性能差，易引发钢筋锈蚀等问题，严重制约了珊瑚混凝土的大规模应用，尤其在高温高湿环境下，其服役周期大大降低。目前，珊瑚混凝土的应用范围多集中在不加钢筋的混凝土垫层等低层次的混凝土工程中，因此，选择新型的增强材料改善湿热海洋环境下氯盐造成的钢筋锈蚀问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，以解决BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能研究，以及聚丙烯纤维掺量对BFRP与珊瑚混凝土间粘结性能的影响，珊瑚混凝土的应用范围多集中在不加钢筋的混凝土垫层等低层次的混凝土工程中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，包括以下操作步骤：1.将聚丙烯纤维珊瑚混凝土试块通过测定基本力学性能进行抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度测试，2.BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土拉拔试件通过中心拉拔实验进行粘结性能影响因素和粘结滑移本构关系测试，3.并对分析实验数据得出结论，总结BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结滑移本构关系模型，并将BFRP珊瑚混凝土的粘结滑移曲线与现有模型进行验证和分析。
优选的，所述对BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结试件进行拉拔测试，并得到BFRP珊瑚混凝土试件的粘结滑移曲线，分析粘结滑移曲线特征，研究分析BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件的受力过程、粘结破坏模式及机理，分析BFRP直径、粘结长度、聚丙烯纤维掺量和珊瑚混凝土设计强度等因素对粘结强度的影响。
所述在不同设计强度的珊瑚混凝土中分别掺入1kg/m3、2kg/m3和3kg/m3的聚丙烯纤维，配置符合要求的聚丙烯纤维珊瑚混凝土，对其进行基本力学性能的测定。
所述混凝土拉拔试件的边长为150mm，其有效锚固长度分别为2.5d、5d和7.5d。
所述备制BFRP-聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件的试验过程：1.试件尺寸为150mm立方体，按照锚固长度2.5d、5d、7.5d分别进行浇筑并养护28天，2.对不设置BFRP的试件测定立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度，3.对试件中心拉拔试验，记录相关数据，得到各组试件的荷载-滑移曲线，研究不同珊瑚混凝土设计强度、BFRP筋直径、锚固长度以及纤维掺量的影响下，BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结性能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、珊瑚属于多孔质轻材料，导致混凝土本身容易存在微裂缝这种先天缺陷，本发明通过加入聚丙烯纤维有助于控制水泥基体微裂缝的产生，减轻应力集中于混凝土的内部，有效防止裂缝的生成和扩展。
2、以珊瑚碎屑作为粗骨料，海水作为拌合水制备珊瑚混凝土，BFRP筋替代钢筋，本发明可研究BFRP与珊瑚混凝土间粘结性能，分析BFRP珊瑚混凝土粘结滑移的受力过程和破坏机理，为珊瑚混凝土结构的工程应用和设计计算提供参考依据。
3、可以对现有的FRP与混凝土的粘结滑移模型进行总结，并利用现有模型对BFRP与珊瑚混凝土的τ~s曲线进行验证和分析，得出适用于BFRP筋与珊瑚混凝土的粘结滑移本构关系模型。
附图说明
图1为本发明操作原理结构示意图。
图2为本发明拉拔试件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，包括以下操作步骤：1.将聚丙烯纤维珊瑚混凝土试块通过测定基本力学性能进行抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度测试，2.BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土拉拔试件通过中心拉拔实验进行粘结性能影响因素和粘结滑移本构关系测试，3.并对分析实验数据得出结论，总结BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结滑移本构关系模型，并将BFRP珊瑚混凝土的粘结滑移曲线与现有模型进行验证和分析。
所述对BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结试件进行拉拔测试，并得到BFRP珊瑚混凝土试件的粘结滑移曲线，分析粘结滑移曲线特征，研究分析BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件的受力过程、粘结破坏模式及机理，分析BFRP直径、粘结长度、聚丙烯纤维掺量和珊瑚混凝土设计强度等因素对粘结强度的影响。
所述在不同设计强度的珊瑚混凝土中分别掺入1kg/m3、2kg/m3和3kg/m3的聚丙烯纤维，配置符合要求的聚丙烯纤维珊瑚混凝土，对其进行基本力学性能的测定。
所述混凝土拉拔试件的边长为150mm，其有效锚固长度分别为2.5d、5d和7.5d。
所述备制BFRP-聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件的试验过程：1.试件尺寸为150mm立方体，按照锚固长度2.5d、5d、7.5d分别进行浇筑并养护28天，2.对不设置BFRP的试件测定立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度，3.对试件中心拉拔试验，记录相关数据，得到各组试件的荷载-滑移曲线，研究不同珊瑚混凝土设计强度、BFRP筋直径、锚固长度以及纤维掺量的影响下，BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结性能。
本发明试验过程，备制BFRP-聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件，试件尺寸为150mm立方体，按照锚固长度2.5d、5d、7.5d 分别进行浇筑并养护28天，对不设置BFRP的试件测定立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。对试件中心拉拔试验，记录相关数据，得到各组试件的荷载-滑移曲线，研究不同珊瑚混凝土设计强度、BFRP 筋直径、锚固长度以及纤维掺量的影响下，BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结性能，并记录试验现象，记录裂缝出现及发展情况；记录开裂荷载、破坏荷载及滑移，记录试件破坏方式，记录荷载-滑移曲线。根据试验数据和试验现象，归纳不同珊瑚混凝土设计强度、BFRP直径、锚固长度以及纤维掺量对粘结性能的影响。
试验分组为9组，以珊瑚混凝土设计强度BFRP直径、锚固长度和纤维掺量作为变量，设置一组不设置BFRP的试件，进行试块的基本力学性能研究，每组制作3个试件。
编号 设计强度 BFRP 筋直径 锚固长度 纤维掺量 每组试件个数
1 C15 6 2.5d 1kg/m3 3
2 C15 8 5d 2kg/m3 3
3 C15 12 7.5d 3kg/m3 3
4 C20 6 5d 3kg/m3 3
5 C20 8 7.5d 1kg/m3 3
6 C20 12 2.5d 2kg/m3 3
7 C30 6 7.5d 2kg/m3 3
8 C30 8 2.5d 3kg/m3 3
9 C30 12 5d 1kg/m3 3
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，包括以下操作步骤：1.将聚丙烯纤维珊瑚混凝土试块通过测定基本力学性能进行抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度测试，2.BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土拉拔试件通过中心拉拔实验进行粘结性能影响因素和粘结滑移本构关系测试，3.并对分析实验数据得出结论，总结BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结滑移本构关系模型，并将BFRP珊瑚混凝土的粘结滑移曲线与现有模型进行验证和分析。
2.根据权利要求1所述的一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，其特征在于：所述对BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结试件进行拉拔测试，并得到BFRP珊瑚混凝土试件的粘结滑移曲线，分析粘结滑移曲线特征，研究分析BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件的受力过程、粘结破坏模式及机理，分析BFRP直径、粘结长度、聚丙烯纤维掺量和珊瑚混凝土设计强度等因素对粘结强度的影响。
3.根据权利要求1所述的一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，其特征在于：所述在不同设计强度的珊瑚混凝土中分别掺入1kg/m3、2kg/m3和3kg/m3的聚丙烯纤维，配置符合要求的聚丙烯纤维珊瑚混凝土，对其进行基本力学性能的测定。
4.根据权利要求1所述的一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，其特征在于：所述混凝土拉拔试件的边长为150mm，其有效锚固长度分别为2.5d、5d和7.5d。
5.根据权利要求1所述的一种BFRP聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法，其特征在于：所述备制BFRP-聚丙烯纤维珊瑚混凝土试件的试验过程：1.试件尺寸为150mm立方体，按照锚固长度2.5d、5d、7.5d分别进行浇筑并养护28天，2.对不设置BFRP的试件测定立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度，3.对试件中心拉拔试验，记录相关数据，得到各组试件的荷载-滑移曲线，研究不同珊瑚混凝土设计强度、BFRP筋直径、锚固长度以及纤维掺量的影响下，BFRP与聚丙烯纤维珊瑚混凝土的粘结性能。
CN202110890251.1A 2021-08-04 2021-08-04 一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法 Pending CN113588547A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110890251.1A CN113588547A (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110890251.1A CN113588547A (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113588547A true CN113588547A (zh) 2021-11-02

Family

ID=78254809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110890251.1A Pending CN113588547A (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113588547A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113984629A (zh) * 2021-11-16 2022-01-28 中国科学院武汉岩土力学研究所 研究湿热交替下珊瑚礁砂水盐运移的试验装置及其方法
CN114486723A (zh) * 2022-01-11 2022-05-13 武汉理工大学 一种玄武岩筋碱激发混凝土粘结性能的验证方法
CN115290467A (zh) * 2022-08-23 2022-11-04 广东工业大学 一种基于加速实验方法的纤维布-混凝土界面长期性能的表征方法
CN117454698A (zh) * 2023-10-27 2024-01-26 华中科技大学 一种混凝土中纤维拉拔性能的数值模拟方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113984629A (zh) * 2021-11-16 2022-01-28 中国科学院武汉岩土力学研究所 研究湿热交替下珊瑚礁砂水盐运移的试验装置及其方法
CN114486723A (zh) * 2022-01-11 2022-05-13 武汉理工大学 一种玄武岩筋碱激发混凝土粘结性能的验证方法
CN114486723B (zh) * 2022-01-11 2023-10-24 武汉理工大学 一种玄武岩筋碱激发混凝土粘结性能的验证方法
CN115290467A (zh) * 2022-08-23 2022-11-04 广东工业大学 一种基于加速实验方法的纤维布-混凝土界面长期性能的表征方法
CN115290467B (zh) * 2022-08-23 2023-12-01 广东工业大学 一种基于加速实验方法的纤维布-混凝土界面长期性能的表征方法
CN117454698A (zh) * 2023-10-27 2024-01-26 华中科技大学 一种混凝土中纤维拉拔性能的数值模拟方法
CN117454698B (zh) * 2023-10-27 2024-05-07 华中科技大学 一种混凝土中纤维拉拔性能的数值模拟方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113588547A (zh) 一种bfrp聚丙烯纤维珊瑚混凝土粘结性能的验证方法
Plizzari et al. Steel fibers as reinforcement for precast tunnel segments
CN104563389A (zh) 高强钢筋功能梯度混凝土梁
Chandramouli et al. Rapid chloride permeability test for durability studies on glass fibre reinforced concrete
Li et al. Bond behavior between recycled aggregate concrete and deformed rebar after Freeze-thaw damage
Reis et al. Freeze–thaw and thermal degradation influence on the fracture properties of carbon and glass fiber reinforced polymer concrete
CN109678429A (zh) 一种tbm隧道用无筋钢纤维混凝土管片的制备方法
Cai et al. Uniaxial compressive properties of ultra high toughness cementitious composite
Ye et al. Mechanical behavior of ultra-high performance concrete reinforced with hybrid different shapes of steel fiber
Ganesan et al. Fracture properties of geopolymer concrete
CN111592277A (zh) 玄武岩纤维筋（bfrp）粘结剂配方
Noman et al. Effects of low-cost repair techniques on restoration of mechanical properties of fire-damaged concrete
Yan et al. Bending Properties of Short‐Cut Basalt Fiber Shotcrete in Deep Soft Rock Roadway
CN110304883A (zh) 一种原生纤维水泥基复合材料及其制备方法
Yang et al. A predictive model for determining shear strength and shear fracture energy of FRP bars in alkali-activated slag seawater coral aggregate concrete
Al Sayed et al. Effect of alkali activated limestone-silica fume blended precursor on performance enhancement of recycled aggregate concrete
CN111087203B (zh) 一种高阻尼混凝土及其制备方法
Lam et al. Experimental and numerical investigations of the tensile behaviour of steel-TRM prepared with recycled glass sands and lime
CN112028578A (zh) 一种适用于季节性冰冻区的玄武岩纤维活性粉末混凝土
CN104591664B (zh) 用于钢-混组合梁负弯矩区的长寿命混凝土及其制备方法
Hassan Ultra high performance fibre reinforced concrete for highway bridge applications
CN115710108A (zh) 全组分微米级海水海砂超高性能混凝土、制备方法及应用
Rahmanzadeh et al. Evaluating applicability of ASTM C 928 approach in assessing adequacy of patch repair of bridge piers
CN111943594A (zh) 一种高延性自恢复水泥基组合柱
Gopi et al. Experimental investigation of concrete with basalt fibre

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication