[发明专利]一种增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法

权利要求书

1.一种增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，具体步骤内容如下：

步骤一、制备地聚合物复合材料；

步骤二、在所述地聚合物复合材料中掺杂纳米SiO₂和PVA纤维；

步骤三、构建粘结-滑移模型，并对所述粘结-滑移模型进行改进，然后通过改进后的粘结-滑移模型对所述掺杂纳米SiO₂和PVA纤维的地聚合物复合材料与钢筋的粘结性能进行测试；

步骤四、构建有限元模型，并通过所述有限元模型对所述掺杂纳米SiO₂和PVA纤维的地聚合物复合材料的粘结滑移行为进行预测。

2.根据权利要求1所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述步骤一中的地聚合物复合材料的原材料包括：偏高岭土，粉煤灰，硅酸钠溶液，石英砂，PVA纤维和纳米SiO₂。

3.根据权利要求1所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述步骤二具体为：

采用强制式单卧轴混凝土搅拌机将所述偏高岭土、所述粉煤灰和所述石英砂搅拌2min，再缓慢加入配置好并冷却至室温的碱激发剂，搅拌2min；之后加入纳米SiO₂和水搅拌2min，最后加入PVA纤维再搅拌2min，将拌制好的浆体倒入模具中，并将成型后的试件放置于通风阴凉处，达到一定强度要求后进行脱模；将脱模后的试件放入养护室进行常温养护28d，然后测试其粘结性能。

4.根据权利要求3所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述步骤二中的PVA纤维的掺杂体积含量为0.6％-0.8％。

5.根据权利要求3所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述步骤二中的纳米SiO₂的掺杂量为1.5％-2％。

6.根据权利要求1所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述步骤三具体为：

S31：构建粘结-滑移模型：基于钢筋拉拔试验，获得光滑钢筋和变形钢筋的应力分布，并通过所述钢筋与基体的粘结应力τ和滑移s曲线建立数学模型，其粘结应力τ表达式为：

其中，P为拉拔试验的荷载值；d为钢筋直径；l为钢筋的粘结长度；

S32：对粘结-滑移模型进行改进：对粘结-滑移模型模型行了修正，得到适用于纳米SiO₂和PVA纤维增强地聚合物复合材料的钢筋-基体粘结应力τ的改进模型表达式为：

其中，τ_u为粘结极限强度(MPa)，s_u为对应粘结极限强度的钢筋自由端的滑移值，τ和s为通过拉拔试验获得的粘结应力和滑移值，α、a为上升段的形状参数，β、b为上升段的形状参数；

S33：利用所述改进模型对所述纳米SiO₂和PVA纤维增强地聚合物复合材料的粘结滑移关系进行测试。

7.根据权利要求1所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述步骤四具体为：

S41：构建纳米SiO₂和PVA纤维增强地聚合物复合材料的材料模型；

S42：构建SiO₂和PVA纤维增强地聚合物复合材料的损伤模型；

S43：基于所述材料模型和所述损伤模型，构建有限元模型；

S44：通过所述有限元模型对所述纳米SiO₂和PVA纤维增强地聚合物复合材料的钢筋-基体粘结行为进行预测。

8.根据权利要求7所述的增强地聚合物复合材料与钢筋粘结性能的方法，其特征在于，所述纳米SiO₂和PVA纤维增强地聚合物复合材料的材料模型是采用多尺度均匀化方法进行构建的。