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连续成型纤维增强热塑性复合材料钢筋用于混凝土加固

Continuously Formed Fiber-Reinforced Thermoplastic Composite Rebar for Concrete Reinforcement

Jacob C. Clark, William G. Davids, Roberto Lopez‐Anido, Andrew P. Schanck, Cody A. Sheltra · University of Maine
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期刊 / 来源Journal of Composites Science
卷/期/页9 / 7 / 378-378
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关键词:纤维增强热塑性复合材料混凝土钢筋连续成型拉挤成型耐腐蚀性现场弯曲力学性能

摘要整理

尽管钢筋具有高强度和延性,但其易腐蚀性限制了钢筋混凝土结构的长期耐久性。采用热固性基体的纤维增强聚合物(FRP)钢筋具有耐腐蚀性,但现场无法弯曲,限制了施工灵活性。纤维增强热塑性聚合物(FRTP)钢筋克服了这一局限,但其高加工粘度带来制造挑战。本研究介绍了一种新型拉挤成型装置——连续成型机,该装置以预固结纤维增强热塑性带材为原料,用于制造公称直径12.7 mm的热塑性复合钢筋。通过简单弯曲试验验证了FRTP钢筋的现场成型能力,所采用的手工弯曲技术实用简便,但会导致纤维轻微偏转。随后在钢筋表面引入变形以增强与混凝土的机械咬合,并进行拉伸试验以确定其力学性能。最后对采用FRTP钢筋加固的6 m长简支梁进行弯曲试验,评估其强度、刚度及实用性。梁试验表明原型FRTP钢筋在混凝土梁加固中具有应用潜力,梁的荷载-变形响应和承载力与常规结构分析原理的预测结果相符。研究结果表明,通过连续成型机制造的热塑性钢筋是钢筋和传统热固性复合钢筋的有前景的替代品。但梁和拉伸试验结果均表明,需要改进材料性能,特别是弹性模量,以满足现行FRP钢筋规范要求。

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