缠绕方式对BFRP-PVC管自密实再生混凝土短柱轴心受压性能影响试验研究.pdf
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1、2 0 1 6年第 1 期 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEM ENT P R0DUCTS 2 01 6 No 1 J a n u r a r y 缠绕方式对 B F R P P V C管 自密实再生混凝土 短柱轴心受压性能影响试验研究 李 韧 , 李培培 一 , 毕 重 , 赵 辛 , 王学志 ( 1 辽宁工业大学土木建筑工程学院 , 锦州 1 2 1 0 0 1 ; 2 中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院 , 2 5 0 0 2 2 ) 摘 要: 对 3 O 根 B F R P - P V C管自密实再生混凝土短柱以及 4 根 P V
2、C管自密实再生混凝土短柱进行轴心抗压 强度 测定, 研究 了不 同B F RP纤维条带宽度 、 B F RP纤维条带环箍 间距 、 B F R P纤维奈 带面积缠 绕率以及 P VC管直径 对短柱轴心受压性能的影响。 试验结果表明, 在 B F RP条带环箍间距的减 小、 同面积缠绕率条件 下, 减小 B F RP纤维条带 宽度 能显 著 提 高 自密 实再 生 混凝 土短 柱 的极 限抗 压 强度 和 延 性 , 试 件 破 坏 过 程 中表 现 出一 定 的脆 性 。 关键词 : B F R P P vc管 ; 缠绕方式 ; 自密实再生混凝土 ; 抗压 强度 : 延性 Ab s t r a
3、 c t :T h e e x p e rime n t a l s t u d y o n t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h o f S CRC s h o r t c u mn s fi l l e d w i t h 3 0 B F R P P VC t u b e s a n d 4 P VC t u b e s u n d e r a x i al c o mp r e s s i o n i s c a r r i e d o u t , a n d t h e e f f e c t s o f c o mp r e s s i
4、 v e s t r e n g t h u n d e r t h e d e s i g n p a r a me t e r s w h i c h c o n c l u d e t h e wi d t h h o o p s p a c i n g o f BF RP s t r i p s w r a p p i n g a r e a r a t i o a n d t h e t u b e s d i a me t e r a r e r e s e a r c h e d T h e e x p e rime n t a l r e s u h s i n d i c a
5、 t e t h a t t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d d u c t i l i t y o f c o n c r e t e a r e i mp r o v e d g r e a t l y w h e n t h e h o o p s p a c i n g o f B F RP s t rip s o r t h e w i d t h o f B F RP s t r i p s i n s a me w r a p p i n g a r e a r a t i o d e c r e a s e ,a n
6、 d e x p r e s s e s c e r t a i n f r a g i l i t y wh i c h h a s a n o b v i o u s o me n i n t h e d e s t r u c t i o n Ke y w o r d s :B F R P P V C t u b e ; Wr a p p i n g mo d e ; S e l f - c o mp a c t i n g r e c y c l e d c o n c r e t e ( S C R C ) ;C o m p r e s s i v e s t r e n g t h
7、 ; Duc t i l i t y 中图分类号: T U 5 2 8 7 9 文献标识码 : A 文章编号: 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 6 ) 0 1 4 6 0 4 0前言 因钢 材 在 大 气潮 湿 环 境 和腐 蚀 环 境 中 容 易 发 生锈蚀 。 从而导致钢管混凝 土结构性能下 降, 造成 维修和加固费用增加 。与钢管混凝 土受力特征类 似 , 由纤维增强复合材料( F i b e r R e i n f o r c e d P o l y me r , 以下简称为 F R P ) 增强混凝土构件的新技术 目前 在 国际上 深受 重视 并 已获得较 多 的应用
8、 和发展 。 F R P P VC管约束钢筋混凝土构件是在 P V C管 内设置钢筋混凝土 ,同时在 P V C管外包裹 F R P布 或不同间距 的 F R P条带 , 形成外包管与钢筋混凝土 共 同受力 的组 合构件 。 由于几种材料 共 同工作 , F R P P V C管约束钢筋混凝土不仅充分利用 了 P V C 管耐腐蚀 的优点来保护核心混凝土免受外 界恶劣 环境侵蚀 , 而且 F R P布的约束作用使核心混凝土处 于三向受压状态 提高 了混凝土的承载力和延性 。 F R P P V C管约束混凝土因其承载力高 、 耐腐蚀性强 等优点 , 在耐久性要求高 、 环境恶劣 的地 区具有很
9、 基金项 目: 国家 自然科学 基金项 目( 5 1 4 7 9 1 6 8 ) ; 辽 宁省 自然 科学基金项 目( 2 0 1 5 0 2 0 2 1 4 ) 。 46 大 的应 用空 日 【 ” 。 经查阅相关文献【 , 暂未发现采用玄武岩纤维 布缠绕 P V C管混凝土的相关研究 。 玄武岩纤维与碳 纤维 、 芳纶 、 超高相对分子质量 聚乙烯纤维等其它 高科技纤维相 比 , 具有许多独特的优点 , 如突 出的 力学性能 、耐高温 、可在一 2 6 9 6 5 0 C 范围内连续工 作 、 耐酸碱 、 吸湿性低 , 此外还有绝缘性好 、 绝热 隔 音性能优异 、 良好 的透波性能等优点
10、 , 因生产过程 中的高环保性 。玄武岩连续纤维还被称为是 2 1 世 纪 新型 的环保 型纤 维4 1 。 本 试 验 在 现 有 研 究 的 基 础 上 ,研 究 了 不 同 B F R P纤维 条带 宽度 、 B F R P纤维 条 带环 箍 间距 、 B F R P纤维条带面积缠绕率和 P VC管直径对短柱轴 心受压性能 的影响, 可为工程应用提供参考 。 1 试验概 况 1 1 试 验原材 料 ( 1 ) 玄武岩单 向纤维布( B a s a l t fi b e r ) : 玄武岩单 向纤维布及其主要性能指标分别见图 1 及表 1 。 ( 2 ) P VC管 : 北京某公 司生产的
11、国标 P V C管材 , 主要性能指标如表 2所示。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 李 韧 , 李培培 , 毕 重 , 等 缠绕方式对 B F R P P V C管 自密实再生混凝土短柱轴心受压性能影响试验研究 表 1 玄 武岩单向纤维布物理力学性能 表 6 再生粗骨料性 能指标 图 1 玄武岩纤维 布 表 2 P V C管物理力学性能 ( 3 ) 水泥 : 采用普通 硅酸盐水 泥( P O 4 2 5 ) , 主 要 性能 指标 如 表 3所示 。 ( 4 ) 粉煤灰 : 级 , 主要性能指标如表 4所示 。 ( 5 ) 砂 : 中砂 , 主要 性能 指标
12、如表 5所 示 。 ( 6 ) 石 子 : 主要 性 能指标 如 表 6所示 。 ( 7 ) 水 : 自来 水 。 ( 8 ) 减水剂 : 选用 P C聚羧酸高效减水剂 其减 表 3 水泥 主要性 能指标 表观密度 细度 烧失量 含水率 需水量 ( e m ) 水率在 3 0 以上 , 有明显饱 和点 , 减水剂 的饱和掺 。 量适 宜 , 质量 掺量 在 0 4 5 左右 。 1 2 试 验 配合 比 参照文献 5 6 1 进行配合 比设计 , 通过正交表安 排试 验 和 大量 的数据 分 析 , 得 到 自密 实 工作 性 能 和 强度稳定的 C 3 0自密实再生混凝土配合比, 见表 7
13、。 经测 试 ,该 配合 比混凝 土坍 落扩 展度 平 均值 为 6 1 0 mm, 立方体试件 的抗压强度 为 3 8 7 MP a , 轴心抗 压强度为 2 5 8 MP a 。 弹性模量为 2 5 5 1 &MP a 。 表 7 自密实再生混凝土配合 比 k 咖 1 3 试 验 方法 在试验确定的最优配合 比基础上 , 本试验制作 了3 0根 B F R P P V C管 自密实再生混凝土短柱和 4 根 P VC管 自密实再生混凝土短柱试件。 试件分类参 数详见表 8 。 表 8 B F R P P V C管 自密实再生混凝土短柱试验参数 2试验 结果 与分 析 2 1 试 验现象 47
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