[发明专利]一种海水海砂混凝土中FRP筋力学性能演化规律研究的构件制备及研究方法

说明书

本发明公开了海水海砂混凝土中FRP筋力学性能演化规律研究的构件制备及研究方法，涉及到土木工程试验领域。本发明包括GFRP筋、BFRP筋，42.5级普通硅酸盐水泥，海砂（市场购买），海水（人工配制），氯盐，氯化镁、硫酸盐，氯化钙，氯化钾，聚乙烯（PVC）管（内径30mm），树脂，加热装置，浸泡盆，应变片，加载装置。本发明设计新颖、合理，试验方式简单，操作难度小，可以有效的达到试验预期。研究方法能有效解决在试验养护过程中水温不稳的情况，使用恒温加热装置，能有效保证试验的准确性，减小试验误差。对解决FRP筋在海水海砂混凝土中力学性能研究做出补充。

技术领域

本发明涉及土木构件的力学性能试验技术领域，特别是涉及一种海水海砂混凝土中FRP筋力学性能演化规律研究的构件制备及研究方法。

背景技术：

随着我国工程建设规模的高速发展，我国建筑领域消耗的砂、石集料的数量十分巨大，目前，河砂仍然是建筑用细集料的主要来源，而经过数年的过度开采，河砂资源缺乏且不可再生，淡水资源紧张。海砂具有和河砂相似的力学性能，海水、海砂应用于混凝土结构具有广阔的前景。但海水和海砂中富含氯离子，混凝土碳化及氯离子的侵蚀是造成钢筋混凝土结构钢筋锈蚀及结构老化的最主要的因素。 FRP（纤维增强复合材料）筋，因其具有轻质，高强，耐腐蚀等优点，已广泛地运用于工程结构中来替代钢筋。部分学者提出在海水海砂混凝土结构中使用FRP筋替代钢筋以解决海水海砂混凝土结构中钢筋锈蚀的问题。

钢筋混凝土结构是目前运用最广的结构形式之一，同时钢筋是钢筋混凝土结构中主要受力部分，用FRP筋替代海水海砂混凝土中的钢筋是一种比较科学的方法，因此研究FRP筋在海水海砂混凝土中的力学退化性能显得尤为重要。目前大部分的FRP筋力学性能试验集中于直接将FRP筋置于溶液中浸泡。本发明是将两种不同种类的FRP筋（玻璃纤维增强塑料GFRP筋、玄武岩纤维增强塑料BFRP筋）埋置于海水海砂混凝土构件中，将构件浸泡在不同溶液中，探究在海水海砂混凝土中不同种类FRP筋力学性能的退化规律。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种海水海砂混凝土中FRP筋力学性能演化规律研究的构件制备及研究方法，构件设计具有创新性，旨在恶劣环境下研究海水海砂混凝土中FRP筋的力学性能演变规律，同时进行不同材质FRP筋的力学性能对比，提高了试验的准确性和效率。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种海水海砂混凝土中FRP筋力学性能演化规律研究的构件制备及研究方法，包括：直径为10mm的GFRP筋、BFRP筋，42.5级普通硅酸盐水泥，海砂（市场购买），海水（人工配制），钢管，氯盐，氯化镁，硫酸盐，氯化钙，氯化钾，聚乙烯（PVC）管（内径30mm），树脂，加热装置，浸泡盆，应变片，加载装置。

可选的，用氯盐，氯化镁，硫酸盐，氯化钙，氯化钾配置海水；

可选的，人工配置海水海砂混凝土，配合比为水泥：海砂：海水=768kg/m³：2080kg/m³：460.8kg/m³；

可选的，使用聚乙烯（PVC）管（内径30mm）作为模具，将FRP筋固定于PVC管中心并灌入海水海砂混凝土，振实后垂直放置；

可选的，待海水海砂混凝土凝固后，拆除模具，对试件两端用树脂进行密封以防溶液直接腐蚀GFRP筋对试验造成误差；

可选的，在室内浇海水覆膜养护28d；

可选的，将试件分别浸泡于盐溶液（3.5%）和纯水中，溶液的温度环境分别为室温、40℃、60℃。试件在浸泡30、90、180d后取出试件；

可选的，将海水海砂混凝土包裹层敲碎，取出FRP筋；

可选的，试件两端用无缝钢管锚固黏结，无缝钢管长20cm，FRP筋有效长度为40cm，待黏结剂固化后进行拉伸试验，加载速率为2mm/min；

可选的，加载时在每根杆件有效长度的1/4、1/2处进行打磨，并粘贴垂直于拉伸方向的电阻应变片。