FRP管與混凝土的粘結(jié)性能試驗(yàn)研究

FRP管與混凝土的粘結(jié)性能試驗(yàn)研究引言隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型材料被廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域中。其中，玻璃鋼復(fù)合材料（FRP）以其高強(qiáng)度、輕質(zhì)、耐腐蝕等特性備受關(guān)注，已成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程的重要材料。然而，F(xiàn)RP與混凝土材料之間的結(jié)合問題對于結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性、可靠性等方面的影響機(jī)制尚未完全理解。因此，本文致力于研究FRP管與混凝土的粘結(jié)性能試驗(yàn)，以期為工程實(shí)際應(yīng)用提供科學(xué)的依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)備1.1材料本實(shí)驗(yàn)所用的玻璃鋼管材料為直徑為50mm的管道，壁厚為3mm，材料為無堿玻璃鋼（E-glass），層壓方式為絲纏層壓?；炷敛牧蠟槠胀ɑ炷?，水平配制強(qiáng)度等級為C30，其水泥、細(xì)骨料、粗骨料比例為1:2:3。黃沙泥為75%黃沙，25%粘土的混合物，并經(jīng)過篩選、晾干過程。1.2設(shè)備本實(shí)驗(yàn)所用的設(shè)備包括：試驗(yàn)機(jī)、加熱器、溫度計(jì)、電子天平、混凝土成型模具、混凝土振動(dòng)器、玻璃鋼管割切機(jī)等。1.3實(shí)驗(yàn)方法1.3.1混凝土制備按照C30標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度等級的配合比例，混凝土的材料按照一定比例配制，依次進(jìn)行攪拌、投料、振實(shí)。于模具內(nèi)進(jìn)行人工振搗，然后在70℃以下的環(huán)境下加熱水泥模具，使其具有特定的硬度，以提高混凝土的強(qiáng)度。1.3.2玻璃鋼管制備將無堿玻璃鋼浸泡在樹脂中，使之充分滲透，然后一層一層地紗絲纏繞成形。待成形后的玻璃鋼管壁經(jīng)過固化處理后，切割成50mm長度的試驗(yàn)樣品。1.3.3粘結(jié)試驗(yàn)將切割好的玻璃鋼管接口處理好，包括除去松動(dòng)的環(huán)氧樹脂、清潔管壁、調(diào)制環(huán)氧樹脂膠水。然后將已經(jīng)調(diào)制好膠水的管壁和混凝土試塊接觸并施力。對接玻璃鋼管和混凝土試塊的長度為100mm，施工分為水平和垂直兩種方式，施加水平和垂直方向的負(fù)載，并按照每50kg/次的循環(huán)扭矩施加。直至達(dá)到規(guī)定的最大扭矩或使管材和混凝土試塊分離為止，記錄對應(yīng)力值和位移。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析2.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)驗(yàn)在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行了20次試驗(yàn)，記錄了每一次實(shí)驗(yàn)的負(fù)載值和位移信息。根據(jù)施加負(fù)載和受力位移的數(shù)據(jù)，得出了玻璃鋼管與混凝土材料間的粘結(jié)性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果：水平向抗拉強(qiáng)度平均值為260N/m2，垂直向抗拉強(qiáng)度平均值為200N/m2。2.2實(shí)驗(yàn)分析玻璃鋼管與混凝土間的粘結(jié)性能是由許多因素組合而成的。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得出以下結(jié)論：（1）水平向的極限負(fù)載值比垂直向的大，說明水平向的粘結(jié)性能優(yōu)于垂直向。（2）在同一方向上，玻璃鋼管的長度越長，其粘結(jié)強(qiáng)度越高。（3）混凝土的表面粗糙度對粘結(jié)性能影響較大。粗糙的表面可以增加玻璃鋼管與混凝土之間的摩擦力。（4）應(yīng)變率對粘結(jié)性能影響也很大。當(dāng)應(yīng)變率增加時(shí)，材料的強(qiáng)度會增強(qiáng)。3結(jié)論本文通過實(shí)驗(yàn)研究了玻璃鋼管與混凝土之間的粘結(jié)性能，得到了一些有價(jià)值的結(jié)論：（1）水平向的極限負(fù)載值比垂直向的大，說明水平向的粘結(jié)性能優(yōu)于垂直向。（2）在同一方向上，玻璃鋼管的長度越長，粘結(jié)強(qiáng)度越高。（3）混凝土的表面粗糙度對粘結(jié)性能影響較大。粗糙的表面可以增加玻璃鋼管與混凝土之間的摩擦力。（4）應(yīng)變率對粘結(jié)