Improvement on bond and anchorage properties of carbon fiber plastic rods in prestressed concrete structures

预应力混凝土结构中碳纤维塑料杆粘结锚固性能的改进

基本信息

批准号：
21K04219
负责人：
田中泰司
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kanazawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04219/
关键词：
FRP プレストレストコンクリート付着定着

项目摘要

耐腐食性に優れる熱可塑性FRPロッドをプレストレストコンクリート部材の緊張材として使用するために，くさび式定着具を耐腐食性の高いプラスチック素材で製作し，定着力を実験した。3DCADによる設計と3Dプリンタによる製作によりトライ&エラー型の改善を行った。種々の検討の結果，プラスチック材とFRP材との摩擦抵抗力はそのままでは小さいので，珪砂をFRP材表面にあらかじめ接着しておくことで定着力が大幅に向上できることが確認された。珪砂のサイズは５号が最適であること，くさびの長さにほぼ比例して定着力が大きくなること，スペーサーを挿入して定着具を連結することにより定着具の数量に比例した定着力が得られることが確認された。最終的にはφ12.4-7本より線のCFRPロッドに対して，定着具を4個連結することによって約70kNの定着力を得ることができた。また目標値とした100kNの定着力を得るためには6個連結が必要であると推察された。熱可塑性FRPロッドを異形鉄筋の代替として使用するために，定着長を評価するための引抜き試験を行った。FRPロッドとしてはφ4.5のものを使用し，D13，D16鉄筋と同等の引張強度を得るために4本束または6本束でコンクリート中に配置した。実験の結果より，ロッドどうしの位置関係が定着長に大きな影響を与えることが明らかとなった。4本束として中央に隙間が残る配置の場合には，定着長が1360mmとなったのに対し，6本束として心線を設けて隙間が生じないように配置した場合には定着長が900mmと短くなった。ただし，いずれの場合においても，既存のD13鉄筋に比べてはるかに大きな定着長が必要であり，改善が必要であることが判明した。

为了使用具有出色腐蚀性的热塑性FRP杆作为预应力混凝土构件的张力材料，用高度耐腐蚀的塑料材料制造了楔形型固定设备，并进行了实验以固定熔断器。通过使用3DCAD和使用3D打印机设计设计和使用3DCAD和制造方法，进行了反复试验。各种研究已经证实，塑料材料和FRP材料之间的摩擦抗性数量很小，并且通过将二氧化硅砂粘附在FRP材料表面上，它可以大大提高固定能力。已确认没有。 5尺寸是最佳尺寸，固定力与楔形的长度几乎成正比，并且通过插入垫片并连接固定工具，可以获得与固定工具数量成比例的固定力。最后，我们能够通过将四个固定设备连接到具有φ12.4-7束线的CFRP棒，从而获得约70KN的固定力。还估计必须将六个单元连接到目标值，以实现100KN的固定力。要使用热塑性FRP杆作为不规则加固的替代方案，进行了拔出测试以评估固定长度。使用了φ4.5杆，为了获得相当于D13和D16增强钢的拉伸强度，将四个或六个束放在混凝土中。实验结果表明，杆之间的位置关系对固定长度有重大影响。当四个捆绑包的间隙留在中心时，固定长度为1,360毫米，而当六个捆绑包的安排核心线以使固定长度不形成间隙时，固定长度缩短为900 mm。但是，在每种情况下，都发现与现有的D13钢筋杆相比，需要更大的固定长度，并且需要改进。