纤维增强聚合物筋增强纤维增强水泥基复合材料裂缝宽度评估方法的验证

摘要整理

本研究旨在验证作者提出的纤维增强水泥基复合材料（FRCC）裂缝宽度评估方法对各种纤维增强聚合物（FRP）筋与FRCC组合的适用性。该评估方法需要FRP筋与FRCC之间的粘结本构关系，因此进行了粘结试验。试验采用的FRP与FRCC组合包括：螺旋型CFRP和GFRP筋与PVA-FRCC的组合，以及股束型CFRP筋与芳纶-FRCC的组合。最大粘结应力随螺旋型筋的肋高比增加而增大，肋高比增加50%时，CFRP和GFRP筋的最大粘结应力分别增加11%和33%。对于芳纶-FRCC，纤维体积分数为0.25%时的平均最大粘结应力是砂浆的1.67倍，0.50%时为砂浆的2.01倍。采用三线性模型对粘结本构关系进行了建模。通过螺旋型CFRP和GFRP筋与PVA-FRCC棱柱体的拉伸试验验证了该方法的适用性。拉伸试验结果表明，当FRP应变达到约0.3%时，CFRP筋的裂缝宽度约为0.2 mm，GFRP筋约为0.1 mm。还通过股束型CFRP筋芳纶-FRCC梁的四点弯曲试验进行了验证。随着FRCC纤维体积分数增加，相同FRP应变下的裂缝宽度趋于减小。当FRP应变达到约0.2%时，砂浆试件的平均裂缝宽度约为0.25 mm，而纤维体积分数为0.25%的FRCC约为0.15 mm，0.5%时约为0.10 mm。将FRP应变与裂缝宽度关系的试验结果与裂缝宽度预测公式的计算结果进行了对比，两者吻合良好。

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