无机胶浸渍碳纤维束的锚具锚固性能研究

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预应力碳纤维编织网增强混凝土与传统的碳纤维编织网增强混凝土相比,其开裂强度及碳纤维的利用率可以得到显著提升。而目前在制作预应力碳纤维编织网增强混凝土材料时存在各束纤维预拉力不均匀的问题,进而导致编织网上预拉力不高,混凝土的预压应力偏低且不均匀。因而,解决纤维织物上预拉力的均匀性可以有效提升预应力碳纤维编织网增强混凝土的材料性能。锚具是实现纤维织物上预拉力的关键,本文对单束纤维的锚具进行了研究,完成了以下研究工作:(1)开发设计了粘结式、缠绕式、平板式及夹片式锚具,并通过锚固试件在静力拉伸作用下的极限荷载和破坏模式、荷载位移曲线等,确定了四类锚具的锚固性能。研究表明夹片式锚具为更合适的锚具形式。(2)利用有限元分析软件对夹片式锚具的静力拉伸试验进行仿真,研究了夹片的长度、锥角及厚度对纤维束压应力的影响。获得了夹片长度、锥角对锚具锚固性能的影响规律。(3)采用拉伸试验研究了纤维束表面的粘砂含量、纤维表面胶层类型以及夹片和锚筒之间的界面性能对夹片式锚具锚固性能的影响。研究表明,增加粘砂含量可以增大界面摩擦系数,提升纤维束与夹片的协调工作性能,但试件的锚固位置会发生纤维束的断裂,反而降低锚固性能;在夹片与锚筒界面位置涂抹石墨粉可有效克服夹片与锚筒界面的摩擦力,提升纤维束与夹片间的界面压应力,进而提高锚具的锚固性能。(4)采用预拉循环试验研究了夹片式锚具的夹片滑动机理。研究表明:增加预拉荷载和增加预拉持续时间均能增大纤维胶层的压缩变形,减小拉伸时夹片滑移占曲线破坏位移的比例,提高曲线的一致性。
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