碳化与氯盐对混凝土孔溶液中钢筋钝化的影响

采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM),研究了碳化与氯盐腐蚀作用下,混凝土孔溶液中钢筋锈蚀物的组成和微结构特征,阐明了腐蚀因素作用下钢筋的腐蚀机理.结果表明:含氯盐混凝土孔溶液中钢筋表面钝化膜和锈蚀物共存,锈蚀物表面较为致密,主要组成为FeOOH和FeO;碳化混凝土孔溶液中钢筋表面有黄黑色锈蚀物生成,锈蚀物呈疏松多孔棒状,主要组成为FeOOH、Fe_3O_4和Fe_2O_3;碳化与氯盐复合混凝土孔溶液中钢筋表面有大量黄褐色锈蚀物生成,锈蚀物表面呈分层剥落状,主要组成为FeOOH、Fe_3O_4和FeCl_3,其中FeOOH含量高达60%以上;从含氯盐混凝土孔溶液到碳化混凝土孔溶液再到碳化与氯盐复合混凝土孔溶液,钢筋锈蚀物中Fe的XPS扫描峰值逐渐增强,Fe的氧化物含量增多,钢筋腐蚀越来越严重.     

预制混凝土双T板加固方法试验研究

为研究预制混凝土双T板加固方法,分别对通过粘贴CFRP布及钢板加固的预制混凝土双T板进行力学性能试验研究。研究结果表明,未加固预制混凝土双T板对比试件均产生剪压斜裂缝;粘贴CFRP布加固试件的主要破坏模式为钢筋屈服,受拉区CFRP布断裂或剥离;粘贴钢板加固试件的主要破坏模式为受压区混凝土压碎及受拉区加固钢板屈服。加固后预制混凝土双T板试件跨中截面混凝土应变发展规律基本符合平截面假定。粘贴CFRP布加固试件峰值承载力提高约1. 48～1. 83倍,粘贴钢板加固试件峰值承载力提高约2. 17倍。     

预应力CFRP布加固腐蚀钢梁试验研究

通过切除钢梁下翼缘部分面积来模拟钢梁的局部腐蚀损伤,再粘贴碳纤维（CFRP）布于钢梁受拉翼缘进行加固修复,以此开展CFRP布加固腐蚀钢梁受弯性能的研究。共进行了6根CFRP布加固腐蚀钢梁试件的静载试验,根据钢梁受腐程度取翼缘宽度切除的比例分别为0%,50%和100%,切口宽度3mm,然后在钢梁下翼缘粘贴CFRP布或预应力CFRP布。试验结果表明,在加固钢梁的受拉翼缘屈服后,粘贴CFRP布能有效提高构件的承载力,预应力CFRP布加固能有效提高钢梁的屈服荷载和极限荷载。粘贴CFRP布、预应力CFRP布加固未腐蚀钢梁的极限荷载比原钢梁极限荷载分别提高12.9%、16.1%;CFRP布、预应力CFRP布加固腐蚀钢梁比原钢梁极限荷载分别提高6.5%、16.1%。在试验基础上,建立了预应力CFRP布加固腐蚀钢梁的承载力计算式,理论计算结果与试验结果吻合良好。     

碳纤维布复合加固钢筋混凝土梁施工工艺及抗弯性能试验研究

对在汶川地震的震损建筑中拆下的强度等级约C13的钢筋混凝土梁,加载到相同损伤程度后,进行8种加固方法 22个钢筋混凝土梁单调加载试验,探讨梁的极限承载力、破坏模式、裂缝开展和应变变化等力学性能。结果表明:1)采用剔槽植入钢筋置换混凝土灌胶再粘贴碳纤维布(CFRP)的复合加固方案,加固梁的开裂荷载、极限承载力与直接粘贴CFRP布比有显著提高。2)剔槽植筋复合加固方案中的CFRP布上的应变值比简单粘贴CFRP布后应变值增大更多,新旧混凝土间协同工作性强,可以很好地发挥CFRP布高强作用。3)采用复合工艺加固的梁,如适当提高碳纤维布的用量,可以进一步改善钢筋的受力状态,有效地提高梁的开裂荷载和极限荷载。     

碳纤维增强复合材料粘贴方式和层数对新疆杨木短柱轴压影响的试验研究

通过粘贴碳纤维增强复合材料CFRP加固新疆杨木矩形截面短柱轴心抗压的试验研究,主要分析了CFRP的粘贴方式(满贴、间隔贴)和层数(1层、2层)对杨木柱的极限承载力、荷载-应变曲线、纵向变形、横向变形等力学性能指标的影响。结果表明:CFRP满贴和间隔贴加固能够显著改善新疆杨木柱的轴心受压性能,并且加固效果满贴方式优于间隔贴方式;随着粘贴层数的增加,两种粘贴方式下加固柱的承载力均呈现增大趋势;当两种粘贴方式层数相同时,木柱的横向变形都得到了有效的约束,约束效果基本一致;而间隔贴加固方式下木柱的纵向变形较大,这种影响随着层数的增加更为显著。     

CFRP和GFRP混杂后与混凝土界面性能试验研究

为了研究GFRP(玻璃纤维)与CFRP(碳纤维)混杂后的界面性能,采用双面剪切的试验方式,进行了G/CFRP(混杂后纤维)与混凝土剥离承载力分析、应变分析以及粘结剪应力分析。试验表明:GFRP经过CFRP混杂后,可以有效地提高界面剥离承载力。G/CFRP-混凝土界面剥离有效粘贴长度在60mm左右,GFRP-混凝土界面剥离有效粘贴长度在80mm左右。     

纳米金属氧化物混凝土的冲击力学性能研究

采用纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3两种纳米氧化物制备了纳米混凝土,并利用Φ100 mm分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验系统测试纳米混凝土试样在应变率范围为40～150 s-1内的冲击力学性能,分析冲击压缩荷载作用下试样的动态抗压强度、峰值应变、比能量吸收与平均应变率之间的关系。研究结果表明:纳米Fe_2O_3混凝土在较大应变范围内仍能保持强度,纳米Al_2O_3混凝土弹性模量随平均应变率的增大而增大;纳米Al_2O_3、纳米Fe_2O_3混凝土的峰值强度和峰值应力较普通混凝土显著提高;两种纳米混凝土的韧性均高于普通混凝土,说明纳米Fe_2O_3、Al_2O_3可用于提高混凝土的韧性。     

粘贴碳纤维布(CFRP)钢筋混凝土偏压柱试验研究

通过 2 3根粘贴碳纤维布 (CFRP)钢筋混凝土偏压柱及其对比柱在单调荷载作用下的试验研究 ,比较分析了CFRP加固前后偏压柱的承载力、延性及破坏形态。试验结果表明 ,在偏压柱的受拉面纵向粘贴CFRP可以较大地提高偏压柱的承载力 ,但不能改善柱子的延性 ;横向粘贴CFRP能显著地改善偏压柱的延性 ,柱的承载力也有所提高 ;纵、横向混合粘贴CFRP的加固效果最好 ,柱的承载力和延性均有较大提高。此外 ,根据试验结果的分析 ,提出了纵向粘贴CFRP的偏压柱的正截面承载力计算方法 ,计算结果与试验结果吻合良好。     

纤维增强复合材料满贴加固新疆杨木短柱轴心抗压试验研究

为研究纤维增强复合材料满贴加固新疆杨木柱的力学性能,对新疆杨木矩形截面短柱采用玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)或碳纤维增强复合材料(CFRP)分别粘贴1层和2层进行加固,而后进行轴心抗压试验,对其承载力、荷载-应变曲线、纵向变形、横向变形等力学性能指标进行对比分析。试验结果表明:BFRP和CFRP满贴加固能够显著提高新疆杨木柱的轴心受压性能,承载力提高幅度中单层的介于71.3%~75%,双层的介于83.8%~86.9%;且BFRP满贴加固后木柱的抗压承载力较大,CFRP满贴加固后木柱的纵向变形能力较好,横向约束作用相对明显。     

CFRP铝合金复合管海洋混凝土柱轴压性能试验及承载力计算

为研究CFRP铝合金复合管海洋混凝土柱的轴压性能，以CFRP粘贴位置和CFRP粘贴层数为变化参数，设计并制作18个试件进行单调静力加载轴心受压试验，观测其受力破坏过程形态，获取荷载-位移全过程曲线和截面不同材料应变分布数据，并对其破坏现象、承载力、吸能量和各组分应变与横向变形等进行细致分析。研究结果表明，试件破坏时CFRP均为拉断破坏，其中无内贴CFRP试件破坏形态为铝合金管腰鼓状破坏、核心混凝土压碎，内贴CFRP试件铝合金管及核心混凝土均为剪切破坏；CFRP与铝合金管有良好的变形协调性能；CFRP可以增强铝合金管海洋混凝土的极限承载力和吸能能力，且在CFRP层数相同时，内贴CFRP增强幅度更大；CFRP能有效抑制试件的损伤发展；最后提出了CFRP铝合金复合管海洋混凝土柱的轴压承载力计算公式。