FRP加固钢筋混凝土结构阻锈性能及机理分析

摘要

纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)具有高强度、耐老化、轻质、耐腐蚀、耐疲劳、易于运输和施工等优点，在结构的维修加固中得到了广泛的应用。尤其是耐腐蚀性的优点，使其在锈蚀钢筋混凝土结构的维修加固领域具有广阔的应用前景。 本文着重探讨了FRP加固钢筋混凝土结构在锈蚀环境中的抗锈蚀作用，这方面的研究包括两个方面：FRP加固完好钢筋混凝土结构和锈蚀钢筋混凝土结构。在研究FRP抗锈蚀性的过程中，通过与传统加固材料的对比，进一步突出了FRP在锈蚀环境中的优点。FRP种类、FRP层数以及FRP树脂胶的种类是影响FRP加固钢筋混凝土力学性能的重要因素，论文研究了这些因素对FRP加固钢筋混凝土抗锈蚀性能的影响。试验通过锈蚀电流、钢筋重量锈蚀率、裂缝开展以及力学性能等指标综合反映FRP的抗锈蚀性能。 本文对CFRP加固锈蚀钢筋混凝土小柱的轴向承载力和粘结锚固性能进行了对比性试验研究。探讨了CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱继续在锈蚀环境中服役时的承载能力和钢筋与混凝土的粘结力的变化，对CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱的基本力学性能做出初步的评判，这部分的研究为大比例试件的研究提供依据。同时，承载力和粘结力的变化也是抗锈蚀性能研究的重要指标。 在试验研究和其他研究成果的基础上，探讨了FRP加固锈蚀钢筋混凝土柱的综合性能，并对FRP加固钢筋混凝土结构的抗锈蚀机理进行了探讨。

目录

文摘

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声明

第1章绪论

1.1混凝土中钢筋锈蚀的机理

1.1.1混凝土的中性化

1.1.2氯离子侵蚀

1.1.3杂散电流

1.2混凝土中钢筋锈蚀的电化学机理

1.3钢筋混凝土结构锈蚀的严重性

1.4钢筋锈蚀引起结构破坏的机理

1.5钢筋混凝土结构传统加固措施及其缺陷

1.6 FRP加固的优点

1.7 FRP在土木工程领域中的应用

1.8课题研究的背景和内容

1.8.1课题的研究背景

1.8.2课题的研究内容

第2章FRP加固钢筋混凝土柱阻锈性能研究进展

2.1前言

2.2试验方法

2.2.1锈蚀试验方法

2.2.2评价指标

2.3 FRP对未损伤结构的阻锈作用

2.4 FRP加固锈蚀损伤结构的抗锈蚀性能

2.5 FRP与传统修复材料的抗锈蚀性能比较

2.6本章小结

第3章FRP加固钢筋混凝土试件的阻锈性能

3.1前言

3.2试验

3.2.1试件和材料

3.2.2试验方案

3.3试验结果与分析

3.3.1锈蚀电流

3.3.2理论重量锈蚀率

3.3.3裂缝开展情况

3.4本章小结

第4章CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱的阻锈能力和轴压性能

4.1前言

4.2试验

4.2.1试件

4.2.2试验材料

4.2.3锈蚀试验和试件加固

4.3 CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱的抗锈蚀性能

4.3.1锈蚀电流

4.3.2真实重量锈蚀率

4.3.3锈蚀后的钢筋

4.4 CFRP加固锈蚀钢筋混凝土柱的轴压性能

4.4.1试验方法

4.4.2破坏模式

4.4.3荷载与变形

4.4.4荷载—应变曲线

4.5本章小结

第5章CFRP加固锈蚀钢筋混凝土的粘结锚固性能

5.1钢筋与混凝土之间粘结性能的研究

5.2锈后钢筋混凝土的粘结滑移性能研究现状

5.2.1钢筋锈蚀对钢筋混凝土粘结性能的影响

5.2.2钢筋平均锈蚀率与平均粘结强度的研究

5.3本课题的研究

5.4试验

5.4.1试件和试验材料

5.4.2锈蚀试验

5.4.3粘结拉拔试验

5.5结果与讨论

5.5.1破坏形态

5.5.2最大粘结应力

5.5.3纤维布的应变

5.6本章小结

第6章FRP加固钢筋混凝土结构防腐阻锈机理分析

6.1 FRP加固锈蚀钢筋混凝土结构的抗锈蚀性能

6.2影响FRP加固钢筋混凝土结构抗腐蚀性的因素

6.2.1 FRP种类对抗锈蚀性能的影响

6.2.2 FRP层数对抗锈蚀性能的影响

6.2.3 FRP纤维方向对抗锈蚀性能的影响

6.2.4树脂类型对抗锈蚀性能的影响

6.3 FRP加固体系防腐阻锈机理探讨

6.5结论

结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间所发表论文及参与科研项目

致谢