如何增强胶结土中的粘结性能?玻璃纤维增强聚合物(GFRP)的实验测试来揭秘

   化工仔小亮        

胶结土广泛应用于地基改良和边坡稳定应用,因为他们提高天然土的强度和刚度。此外,一致分散纤维和结构件均为添加到胶结土壤中,加入抗拉剂对这些胶凝复合材料性能良好。结构构件,如钢筋,钢管和钢梁常用在加固胶结土体系中,以达到抗侵蚀的目的,以类似的方式处理外部拉伸载荷混凝土或灌浆锚。也就是说,依赖于化学键钢筋与胶结土基质之间的强度。解决与腐蚀有关的问题嵌在混凝土中的钢筋退化对浆液进行了多项研究调查纤维增强聚合物(FRP)的使用,代替钢,如用于钢筋混凝土结构中的水泥材料,锚定和土钉系统涉及到灌浆粘结方法以及涉及粘结的锚定土壤系统方法(。在胶结土壤中使用钢作加固材料特别是应解决腐蚀引起的退化问题吗用于永久加固胶结土结构。由不同的FRP材料制成的增强材料提供了一种新型的增强材料通过展示其工程性能,可替代钢材特别适用于加固胶结土结构。


然而,据笔者所知,目前尚无相关研究介绍了复合材料的粘结性能巩固了土壤。这阻碍了FRP加固材料的使用在实际应用中。几种类型的纤维已被广泛用于生产特殊纤维形式,如玻璃纤维增强聚合物(GFRP),汽车苯乙烯纤维增强聚合物(CFRP),芳纶纤维增强聚合物(AFRP)和玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)。GFRP在工程实践中因其令人满意而被优先考虑与其他玻璃钢相比,性能优越,成本较低类型。据报道胶结土壤的强度取决于水灰比、养护条件和持续时间。


如何增强胶结土中的粘结性能?玻璃纤维增强聚合物(GFRP)的实验测试来揭秘


本文介绍、评估和解释为研究该结口而进行的元素测试玻璃纤维增强聚合物(GFRP)在胶结土中的粘结性能。撤军试验与无侧限压缩试验一起进行,以表征混凝土的强度埋入GFRP筋的胶结土。水含量、水泥含量、研究了固化时间对胶结土界面粘结强度的影响。粘结滑移曲线在考虑特征定义的多段函数的情况下,对试件进行了开发界面粘结应力峰值和波谷点。两组粘结滑移曲线根据在残余强度阶段观察到的行为趋势。GFRP筋的极限粘结强度胶结土的抗压强度与胶结土的抗压强度有较强的相关性。最后,利用胶结土的无侧限压作用来模拟粘结滑移行为强度与GFRP筋筋间距。采用correla-建立了所提的粘结滑移模型粘结强度的变化以及与控制胶结土性能的参数的关系。


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图1所示:航拍照片,显示了采集土壤样本的泛滥平原的位置


适合引入固化剂的土壤类型灰泥、石灰、硅酸盐凝胶和化学溶液形成浸渍土壤的特征是有机质含量相对较低含量(一般小于6%),天然含水量高,例如,深度搅拌干燥法小于200%。上述土壤条件有利于土壤混合,经鉴定,在常规土壤上不宜施用由于其可塑性高,抗粘结性低,所以适合钉入。而土体搅拌与土钉支护技术的结合,使土体的稳定性得到了提高认为上述土壤条件最适宜能够应用加固胶结土壤,如土壤搅拌锚和加劲深层搅拌柱。因此,在整个试验过程中,通常都使用高塑性粘土该程序被认为是土壤的一个理想代表加筋土搅拌的普遍做法。土壤本测试程序所使用的样品来自河漫滩位于湘江交汇处附近和中国长沙市的金江河,如图1所示


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图2所示   土壤样品的粒度分布


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图3所示  拉出单元的设置:(a)横断面立面示意图;(b)细胞的3D视图;(c)横断面方案。


GTRCS试样的特征是键长较小GFRP筋与胶结土之间,对应a典型土壤混合的单元单元(或单元物理模型)锚。因此,涉及到的实际字段的一段锚一种圆柱形的标本,以肌腱为中心土壤质量。GFRP筋试件的粘结长度为80毫米,或者是肌腱直径的五倍。根据报道混凝土钢筋的粘结特性,型锚杆和环氧粘合剂锚,带段这样的键长可以产生近似均匀的分布的整个界面区域的界面粘结应力的变化受拉出力的肌腱。基于观察结果并对单桩沉降测试结果进行分析,胶结土的直径必须超过10倍肌腱直径允许适当的剪切转移应力产生在界面进入胶结土和最小模拟试样边界对测试结果的影响。它应该是注意到,参照钢筋混凝土的粘结试验设置,模拟了胶结土的硬化过程而不是施加在试样周围的正应力边界尿潜血。图3所示的拉出单元是专门设计的,在提供便利时考虑到上述因素样品制备。


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图4所示:(a)安装示意图    (b)实验室视图


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图5所示:剥离后的拔出标本视图:(a)典型的带附加楔形的回收GFRP筋视图;(b)胶结土的典型界面视图。

(本文作者内容篇幅过多,就不一一论述,有兴趣可查阅原文)


通过实验研究,确定了这一过程的特征考虑GFRP筋与胶结土的表面粘结改变水泥含量、含水量和养护时间。一个避署-启动装置是用来进行测试的单元元素控制强制胶结土壤标本。并发无侧限对混凝土立方体试样进行了压缩试验,在相应条件下的胶结土用于那些撤军的标本。土-筋之间的粘结滑移曲线面和无侧限抗压强度的胶结土在试验中获得的,用于推导相关的结合强度和测试变量。一个分段粘结滑移接口键调动的模型和概念描述是在实验观察的基础上发展起来的发达的相关性。


参考文献:Construction and Building Materials 263 (2020) 120132


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