冻融环境下GFRP管混凝土柱轴压性能试验研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.01.012

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (1): 74-81.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.01.012

冻融环境下GFRP管混凝土柱轴压性能试验研究

高永红(), 陈凌峰, 金清平

武汉科技大学城市建设学院，武汉 430065

收稿日期:2022-09-26 出版日期:2023-01-26 发布日期:2023-01-26
通讯作者: 高永红（1967—），女，副教授，从事FRP土木工程结构与性能研究，gaoyonghong@wust.edu.cn
E-mail:gaoyonghong@wust.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51808419);建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室(BZ20201214?02);湖北省住房和城乡建设厅建设科技计划项目(01104325X?67)

Axial compression performance test of concrete⁃filled GFRP tube columns in freezing⁃thawing environment

GAO Yonghong(), CHEN Lingfeng, JIN Qingping

School of Urban Construction，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430065，China

Received:2022-09-26 Online:2023-01-26 Published:2023-01-26
Contact: GAO Yonghong E-mail:gaoyonghong@wust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

通过对21个玻璃纤维增强聚合物（GFRP）管混凝土柱和21个素混凝土柱分别在水溶液和质量分数为3.5 %的氯化钠（NaCl）溶液中进行冻融循环试验及轴压试验，且对冻融后的GFRP管混凝土柱进行了超声波检测，研究冻融环境下不同冻融介质和冻融循环次数对GFRP管混凝土柱轴压性能的影响。结果表明，冻融介质相同的情况下，随着冻融循环次数的增加，质量损失率增大，相对动弹性模量降低，GFRP管混凝土柱内异常点增多，承载力下降，极限应变下降；冻融次数相同的情况下，经盐冻作用的GFRP管混凝土柱轴压极限承载力降低更为明显。GFRP管混凝土柱盐冻循环150次后极限承载力下降了29.45 %，下降量是相同条件下水冻结果的2.19倍。盐冻循环后的GFRP管混凝土柱极限应变小于相同条件下的水冻循环极限应变。

关键词: 冻融循环, 氯盐环境, 玻璃纤维增强聚合物管混凝土柱, 轴压性能, 极限应变

Abstract:

The purpose of this study is to evaluate the effects of different freeze⁃thaw agents and freeze⁃thaw cycles on the axial compression performance of concrete⁃filled GFRP tube columns. A freeze⁃thaw cycle experiment and an axial compression experiment were conducted on 21 concrete⁃filled GFRP tube columns and 21 plain concrete columns in aqueous solution and NaCl solution with a mass fraction of 3.5 %. The ultrasonic experiment for the concrete⁃filled GFRP tube columns after freeze⁃thaw cycles was also performed. The results indicated that the mass loss rate and abnormal points of the GFRP tube columns increased with an increase in the freeze⁃thaw cycles in the same freeze⁃thaw agents， whereas the relative dynamic modulus， bearing capacity， and ultimate strain decreased. At the same freeze⁃thaw cycle numbers， the GFRP tubular columns showed a more significant decrease in the axial ultimate compressive strength after exposed to a saline environment. The GFRP tube columns also presented a decrease in the ultimate compressive strength by 29.45 % after 150 saline freezing⁃thawing cycles. This result is 2.19 times in water under the same conditions. The ultimate strain of the concrete⁃filled GFRP tube columns after the salt freezing cycle was less than that after the water freezing cycle under the same conditions.

Key words: freeze?thaw cycle, chlorine salt environment, concrete?filled GFRP tube column, axial compression perfor?mance, ultimate strain

中图分类号:

TQ327.1

高永红, 陈凌峰, 金清平. 冻融环境下GFRP管混凝土柱轴压性能试验研究[J]. 中国塑料, 2023, 37(1): 74-81.

GAO Yonghong, CHEN Lingfeng, JIN Qingping. Axial compression performance test of concrete⁃filled GFRP tube columns in freezing⁃thawing environment[J]. China Plastics, 2023, 37(1): 74-81.

图/表 14

图1 试件的形状与尺寸

Fig.1 Shape and size of the specimen

试件编号	SD/个	WD/个	YD/个
GZ⁃0	-	3	-
GZ⁃50	3	-	3
GZ⁃100	3	-	3
GZ⁃150	3	-	3
SZ⁃0	-	3	-
SZ⁃50	3	-	3
SZ⁃100	3	-	3
SZ⁃150	3	-	3

表1 试件分组

Tab.1 Specimen grouping

图2 CFGT柱超声波测试

Fig.2 Ultrasonic test of concrete⁃filled GFRP tube column

图3 冻融前后CFGT柱外观

Fig.3 Appearance of concrete⁃filled GFRP tube columns with and without freeze⁃thaw cycles

图4 素混凝土柱在不同冻融介质、不同冻融次数下的表观

Fig.4 Appearance of plain concrete columns under different freeze⁃thaw agents and freeze⁃thaw cycles

图5 试件的平均质量损失率变化曲线

Fig.5 Variation curve of average mass loss rate of the specimen

图6 试件的平均相对动弹性模量变化曲线

Fig.6 Variation curve of average relative dynamic elastic modulus of the specimen

图7 CFGT柱平均异常点个数

Fig.7 Average number of abnormal points of concrete⁃filled GFRP tube column/point

图8 SD⁃GZ⁃150试件破坏形态

Fig.8 Failure modes of SD⁃GZ⁃150 specimen

图9 YD⁃GZ⁃150试件破坏形态

Fig.9 Failure modes of YD⁃GZ⁃150 specimen

图10 YD⁃SZ⁃50试件破坏形态

Fig.10 Failure modes of YD⁃SZ⁃50 specimen

图11 试件的极限承载力平均值

Fig.11 Average ultimate compressive strength of the specimens

图12 冻融循环不同次数下的荷载⁃应变曲线

Fig.12 Load⁃strain curves under different times of freeze⁃thaw cycles

图13 荷载⁃极限应变平均值

Fig.13 Average load⁃circumferential strain

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Axial compression performance test of concrete⁃filled GFRP tube columns in freezing⁃thawing environment

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