文献综述(或调研报告):
1、采用ECC复合材料粘帖FRP格栅进行混凝土墩柱加固的缘由
外贴纤维增强复合材料(FRP)加固技术虽然具有质量轻、强度高、耐腐性和耐久性好等优点,但是界面粘结剂(环氧树脂)的老化严重影响着界面的粘结性能。此外,FRP 加固的构件其抗火性能也得到人们的质疑。为此,国内外一些学者尝试采用无机粘结材料粘贴FRP 用于结构构件的修补与加固。
采用较为常用的无机粘结材料加固方法,如聚合物砂浆/钢筋网以及纤维编织网增强改性水泥砂浆和纤维编织网增强混凝土可以提高被加固构件的承载力,改善正常使用性能,但是仍然存在钢材锈蚀、工序繁琐等问题。
ECC是一种具有高延性和高耐久性能的纤维水泥基复合材料。如果将其替换性能裂化的混凝土并作为界面粘结材料,无疑将克服传统水泥基加固技术的共同缺点,即水泥基开裂后,应力迅速降低,裂缝急剧开展。但是 ECC 的抗拉强度仍然较低,因此将其与抗拉强度较高的 FRP 格栅复合,可以充分发挥材料各自的优点。
2、ECC、 FRP材料基本概念、分类和受力特性
(1)ECC
ECC是以水泥、砂、矿物掺和料等构成基体,以乱向分布短纤维为增初性材料的复合材料。目前ECC依据不同的分类方法有很多不同的类型。根据纤维的类型可以分为:聚乙烯纤维增强聚乙烯醇纤维增强ECC(PVA-ECC).礙纤维增强ECC、钢纤维增强ECC和混杂纤维增强ECC。
ECC主要的性能优势体现在抗拉能力。由于ECC没有使用粗骨料, 最大压应变大于混凝土,说明ECC的延性比混凝土要好。抗拉时ECC产生应变硬化以及多条细而密裂缝的现象,ECC中纤维能提供足够的桥联应力,使基体中的裂缝以稳定的开裂模式扩展,直至整个裂缝贯通截面。同时,ECC的韧性非常好,在弯曲试验中发现当裂缝产生之后,随着弯矩的增大,应力应变硬化,裂缝开展,挠度增加,但没有发生任何屈服现象。另外,ECC与钢筋的粘结比混凝土更好,裂缝出现后,荷载继续增加,ECC裂缝一直维持在一个很低的水平,且钢筋不致被拔出,说明在较大荷载下依然能够继续传递荷载。
(2)FRP
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