玄武岩纤维与碳纤维片材加固混凝土结构比较研究

玄武岩纤维是国内最近几年刚研究开发出的一种新型纤维材料,其良好的力学性能、较好的稳定性和较低的价格使其在土木工程中的应用前景广阔.但针对玄武岩纤维在土木工程中应用的相关研究还极少.本文通过对比玄武岩和碳纤维片材抗弯及抗震加固混凝土结构的试验研究,分析了两种材料在土木工程中应用的优缺点,有助于玄武岩纤维在实际工程中的推广应用.     

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土圆形柱抗震性能比较研究

玄武岩纤维由于其良好的力学性能、较好的稳定性和较低的价格使其在土木工程中的应用前景广阔,但目前玄武岩纤维在土木工程中应用的相关研究还极少。通过对连续玄武岩纤维丝束缠绕与碳纤维布加固混凝土圆形柱抗震性能的对比试验,对FRP种类和用量对加固效果的影响进行了研究。研究结果表明,这两种纤维加固都可以有效地提高混凝土圆柱的抗震性能,而玄武岩纤维性价比更好。     

玄武岩纤维布加固混凝土梁试验研究

玄武岩纤维是国内最近几年刚研究开发出的一种新型纤维材料,其良好的力学性能、较好的稳定性和较低的价格使其在土木工程中的应用前景广阔.但针对玄武岩纤维在土木工程中应用的相关研究还极少.本文进行了玄武岩纤维布抗弯及抗剪加固混凝土梁的试验,试验中探索了几种新型锚固方式,结果表明,玄武岩纤维布加固能提高混凝土梁的抗弯和抗剪承载力,再加上其明显的价格优势,有望在实际工程中较快地得到推广应用.     

玄武岩纤维混凝土的研究现状

论述了玄武岩纤维具有良好的抗拉和耐碱性能,可以弥补混凝土的缺陷。总结了不同玄武岩纤维掺量和长径比对混凝土基本力学性能影响,选择出最适合的玄武岩纤维掺量。总结了玄武岩纤维对混凝土动态力学性能影响,发现玄武岩纤维可以和混凝土较好的贴合。提出了玄武岩纤维有待研究的方向,并对玄武岩纤维在土木工程的应用和推广进行展望。     

连续玄武岩纤维在水泥混凝土中的应用

较为系统地介绍了玄武岩纤维的基本性能、玄武岩纤维在公路工程中的研究和应用情况,并对玄武岩纤维在土木工程中的应用提出了建议,通过玄武岩纤维的应用,从而推动高性能混凝土技术的发展。     

玄武岩纤维加固混凝土梁的冻融试验研究

FRP在土木工程加固中的应用越来越广泛,玄武岩纤维是一种新型的FRP材料,其长期的加固性能未得到证实.在我国北方较寒冷地区,冻融破坏是造成潮湿环境中混凝土结构破坏的主要原因,因此研究冻融循环对玄武岩纤维加固的混凝土构件的影响很有现实意义.基于此,在研究玄武岩纤维对混凝土梁加固作用的同时,采用快速冻融试验的方法,分析冻融循环对混凝土梁及玄武岩纤维加固梁的性能影响.试验研究显示玄武岩纤维基本能够满足寒冷地区的加固要求.     

玄武岩纤维混凝土的发展及研究前景

玄武岩纤维相较于其他纤维材料而言具有更加优越的特性。本文介绍了玄武岩纤维的发展概况和主要特点,着重阐明了玄武岩纤维混凝土的力学性能、耐久性和耐高温性,并介绍了目前玄武岩纤维混凝土在土木工程领域的主要应用,还提出了玄武岩纤维高性能混凝土在土木工程领域中的研究前景。     

玄武岩纤维布约束混凝土柱体的轴压性能试验研究

为了掌握玄武岩纤维(BFRP)布对混凝土柱体的约束效果,通过玄武岩纤维布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变曲线、峰值应力及峰值应变.试验结果表明:①相比未约束混凝土试件,玄武岩纤维布粘贴2～7层时,约束圆柱体和棱柱体试件的抗压强度分别提高了78.8％～255.1％和125.1％～365.2％,峰值应变分别提高了335.2％～839.4％和418.9％～958.5％;②混凝土试件的抗压强度与约束层数之间近似线性关系;纤维布约束层数相同时,圆柱体试件的抗压强度高于棱柱体;③基于试验数据拟合了玄武岩纤维约束混凝土圆柱体和棱柱体的强度模型,模型与试验数据吻合良好.     

冻融和盐溶液作用下连续玄武岩纤维约束混凝土圆柱割线泊松比的研究

通过对冻融循环和盐水-冻融循环复合两种环境下连续玄武岩纤维约束混凝土圆柱的轴向抗压试验,研究环境对连续玄武岩纤维约束混凝土圆柱的割线泊松比-纵向应力曲线以及割线泊松比的影响。结果表明：在恶劣环境下连续玄武岩纤维约束混凝土圆柱的割线泊松比-纵向应力曲线受环境因素影响而发生规律性变化,在极限割线泊松比环境影响因素分析的基础...     

不同纤维片材加固钢筋混凝土剪力墙试验研究

对6片碳纤维片材和玄武岩片材加固钢筋混凝土墙进行了在低周反复荷载下的试验研究。基于试验结果,对这两种类型纤维片材加固钢筋混凝土剪力墙的加固效果进行了对比分析,结果表明,玄武岩纤维片材加固剪力墙在约束混凝土裂缝及提高承载力方面稍逊于碳纤维片材的加固效果,但是其价格相对低廉,在工程加固中有很大的优越性。     

紫外线对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土柱性能影响的试验研究

紫外线照射对玄武岩纤维布加固钢筋混凝土柱的性能有一定的影响,对不同紫外线照射时间下的16个钢筋混凝土柱进行轴压承载力试验。研究发现,不同层数玄武岩纤维布和不同加固方式下钢筋混凝土柱的极限受压承载力随紫外线照射时间的增长有不同的下降。经过紫外线照射后,玄武岩纤维布加固钢筋混凝土柱的延性降低,对破坏形态没有太大影响。     

玄武岩纤维与碳纤维加固混凝土矩形柱抗震性能比较研究

通过对连续玄武岩纤维与碳纤维缠绕加固混凝土矩形柱的对比试验,指出玄武岩纤维丝束缠绕加固能够显著提高混凝土柱的抗剪承载力,转变试件的破坏形态,在相近侧向约束刚度下,连续玄武岩纤维加固柱对承载力的提高及延性、耗能等结构性能的改善都能够达到、甚至超过CFRP加固柱,而前者具有更低的价格,值得在实际工程中推广应用.     

工业与民用钢筋混凝土建筑中的短柱问题与分体柱技术

对工业与民用钢筋混凝土建筑中短柱的判断方法进行了介绍 ,并归纳了钢筋混凝土短柱的几种破坏形态以及目前国内外改善钢筋混凝土短柱抗震性能的各种方法 ,同时还对作为解决钢筋混凝土短柱问题最新方法之一的分体柱技术进行了简要概述 ,并提出了其中有待进一步研究的问题。     

玄武岩纤维加固混凝土短柱试验研究

针对工程中大量存在的结构短柱现象,本文研究了玄武岩纤维布(BFRP)加固矩形短柱的抗震性能。试验结果表明:使用BFRP加固混凝土短柱,试件极限承载力提高效果不明显,但极限位移大幅提高,抗震耗能能力增强,破坏模式由剪切破坏转变为弯剪破坏。同时,试验表明纤维加固量的增加对试件的抗震性能影响甚小。     

BFRP约束损伤钢筋混凝土圆柱轴压力学性能研究

为了研究钢筋、玄武岩增强复合材料(BFRP)包裹层数及预损伤对BFRP约束钢筋混凝土(RC)圆柱轴压力学性能的影响,对22个直径242mm、高726mm的混凝土圆柱(包括20个RC圆柱以及2个素混凝土圆柱)开展轴压试验。试验结果表明:纵筋对BFRP约束RC圆柱的极限强度有较明显贡献,箍筋对BFRP约束RC圆柱极限强度和极限应变均有较明显贡献;BFRP约束可有效改善损伤RC圆柱的极限强度和极限应变,但无法恢复RC圆柱因损伤而降低的初始刚度;损伤会降低BFRP约束RC圆柱的极限强度和初始刚度,且降低的程度随着损伤水平的增加而增加。最后,提出了BFRP约束损伤RC圆柱强度模型及极限应变模型,模型预测值与试验值吻合较好。     

BFRP加固高轴压比低强混凝土圆柱抗震性能研究

为研究纤维增强复合材料（FRP）加固高轴压比低强混凝土配筋圆柱的抗震性能,对6根加固柱和3根对比柱进行了低周反复侧向加载试验.结果表明：加固柱的破坏为弯曲破坏,构件的承载力、延性和耗能能力显著改善,对高轴压比低强混凝土柱的加固效果最好;在相同侧向约束应力下,玄武岩纤维布和碳纤维布加固柱承载力相近,但玄武岩纤维布加固柱延性和耗能能力更高.基于试验数据进行回归分析,提出了更广泛轴压比和混凝土强度范围下加固圆柱的峰值荷载和位移延性系数计算式.     

BFRP模壳加固混凝土墩柱抗震性能试验研究

针对围堰、沉箱等方法加固水下桥梁墩柱需排水施工、成本高、施工困难以及施工周期长等问题,提出BFRP模壳不排水快速加固水下混凝土墩柱技术。为研究该种方法加固混凝土墩柱的抗震性能,设计并制作了5个BFRP模壳加固墩柱和3个未加固普通混凝土墩柱进行低周反复荷载试验,研究了各柱的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力及延性,并分析了BFRP模壳加固、混凝土膨胀剂、长细比等因素对墩柱抗震性能的影响。结果表明：BFRP模壳加固后的试件破坏类型为压弯破坏;BFRP模壳加固后,试件的滞回曲线较为饱满,峰值荷载提高了100%~138%,位移延性系数提高了0.4%~38%,耗能能力得到显著提高,总体上,抗震加固效果良好。     

BFRP和CFRP加固受弯混凝土界面疲劳性能试验

以纤维增强复合材料（FRP）片材外贴混凝土受弯构件为研究对象,探讨玄武岩纤维（BFRP）和碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土界面疲劳性能。通过实施四点弯曲加载试验,研究了BFRP和CFRP加固混凝土界面疲劳破坏模式、界面疲劳裂缝扩展规律以及构件跨中挠度和FRP应变随加载循环次数的变化规律,并对BFRP和CFRP加固混凝土界面的静载剥离承载力和疲劳寿命进行了分析,给出了BFRP和CFRP加固混凝土界面的疲劳强度。研究结果表明:与BFRP 混凝土界面相比,CFRP 混凝土界面的静载剥离承载力提高了约50%,其疲劳寿命也明显提高;既有疲劳历程对BFRP和CFRP加固混凝土界面的静载剥离承载力影响不大。     

玄武岩纤维增强聚合物筋钢纤维高强混凝土梁受弯试验及裂缝宽度计算方法研究

纤维增强聚合物(FRP)筋混凝土梁受弯挠度过大、裂缝过宽等缺陷严重影响其正常使用性能，为此，将具有优良抗裂与阻裂性能的钢纤维混凝土用于FRP筋混凝土梁，可以有效限制其挠度与裂缝的发展。通过12根玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)筋/钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能试验，研究了钢纤维体积率、受拉区钢纤维高强混凝土层厚度、BFRP筋配筋率对BFRP筋钢纤维高强混凝土梁裂缝分布与宽度的影响。结果表明，钢纤维的加入能够有效抑制BFRP筋高强混凝土梁的裂缝开展，减小裂缝间距、宽度和裂缝宽度差异性，当荷载为100 kN时，钢纤维体积率为0.5%~2.0%的钢纤维高强混凝土梁的裂缝宽度减小了25.22%~54.78%，裂缝宽度标准差减小了10.00%~68.18%；当受拉区钢纤维混凝土层厚度达到梁截面高度的57%时，其阻裂与限裂效果与全截面掺加钢纤维的效果接近，表明在受拉区中掺加钢纤维以限制BFRP筋混凝土梁裂缝的发展是经济可行的。基于试验和相关文献研究结果，提出了考虑钢纤维影响的BFRP筋钢纤维高强混凝土梁最大裂缝宽度的建议计算方法，该建议方法的计算值与试验值吻合良好。