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汤寄予，等：GFRP筋高温破坏特性测试方法 63 GFRP筋高温破坏特性测试方法米 汤寄予 高丹盈赵 军 付亚男 (郑州大学纤维复合建筑材料与结构教育部工程研究中心，郑州450002) L火灾下的受力变形性能进行测试。结果表明，采用本测试方法可得到GFRP筋在火灾下真实的应力一应变曲线；高 温火灾下GFRP筋的破坏特性与常温下显著不同；以炉体外试样长度作标距的试验测试方法并不能很好地反映高温 作用下GFRP筋真实的受力和变形行为。 关键词玻璃纤维增强塑料筋 高温 火灾应力一应变曲线 纤维增强塑料(FRP)筋是以纤维(如玻璃纤维、开展FRP及其构件在高温下力学行为的试验研究 碳纤维、聚芳基酰胺纤维等)为增强材料，以合成树 及相关规程的制定提供借鉴。 脂(如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂) 1实验部分 为基体材料，并掺人适量辅助剂(如交联单体、引发 1．1 试样制备 剂、促进剂、触变剂、阻燃剂、阻聚剂、填料、颜料等) 以不饱和聚酯树脂为基体树脂，玻璃纤维(GF) 经拉挤成型和特殊的表面处理而形成的一种新型复 为增强材料，利用拉挤成型工艺分别成型出直径为 合材料。与传统钢筋相比，FRP筋具有耐腐蚀、强度 8、10、12、15mm的GFRP筋。 高、质量轻等优点。因此，在土木工程的某些领域或 在设计GFRP筋时，要确保试验时试样的破断 部位用FRP筋取代建筑钢筋用于增强混凝土是解 面在预定位置，有效的锚固系统是试验成功的关键， 决钢筋受腐蚀所引起耐久性问题的有效途径之一， 这样才能使试样在试验过程中稳固地夹持在试验机 目前已在欧美、日本等工业发达国家得到广泛研究 上下钳口内，不至于因钳口施加的局部剪应力过大 和实际应用¨。3J。近年来，随着火灾频次及危害范 而使GFRP筋端头提前失效。为此，很多研究者曾 围的逐年扩大，开展建筑结构抗火研究和加强结构 尝试过不同类型的锚固方法，如钢管环箍粘结剂方 抗火设计已越来越为世界各国所重视。在FRP筋 法、钢管环箍膨胀水泥方法等…一2|。笔者进行的前 的应用中，适当提高抗火能力是对其进行结构设计 期试验表明，钢管环箍粘结剂方法需要的锚固长度 的主要要求之一。目前，国内外对FRP构件的各项 较短，故本试验采用此法进行锚固。在进行锚固系 力学性能做了较多的研究工作M曲J，但对FRP筋增统设计时，锚固长度和钢套管的尺寸是重要的参数。 强混凝土结构在火灾下的研究较少一0|，有关FRP为了确保GFRP筋试样在钢套管内锚固时垂直居 筋在火灾下力学性能的研究更为有限，这些研究报 中，可借助特制的木框来实现，如图l所示。 告中大多建议对FRP筋在高温下的力学性能进行 探讨。结构构件的抗火性能依赖于其组成材料的性 能，高温条件下FRP筋的强度和变形特性是进行结 构抗火设计、灾后结构修复及理论研究的重要依据。 但由于对FRP筋研究和应用的历史较短，目前尚无 其力学性能的试验方法标准，尤其是对高温下测试 图1木框锚固照片 试样变形的应变仪提出了较高要求，很难得到FRP 木框有3层水平撑，每层撑均有两排定位孔。 筋在高温条件下真实的应力一应变曲线，目前尚未 上两层撑用于固定GFRP筋，下层撑用于固定锚固 见到有关FRP筋在200℃以上高温时强度和变形特 钢套管。为便于装卸GFRP筋并实现批量制作试 性的报道。笔者采用自行开发的高温应变测试系统 样，上两层撑均由中间板、两边侧板3部分组成，中 对玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋在高温条件下的变 形破坏过程进行了测试，得到了GFRP筋在高温条 $河南省重点科技攻关项目(072102230026) 件下真实的应力一