试样尺寸对超高性能混凝土断裂性能影响的试验研究

采用3种不同尺寸的预制缺口试样进行三点弯曲试验,研究试样尺寸对超高性能混凝土(UHPC)断裂性能的影响,利用数字图像相关法(DIC)观测裂纹张开宽度(CMOD),并分析荷载-裂纹张开宽度的关系。结果表明,拉伸试验中钢纤维体积掺量为2%时,UHPC呈现较好的应变硬化特性。随着试样尺寸的增大,比例极限(LOP)和断裂模数(MOR)均有所下降,其中LOP下降较为平缓,而MOR对试样尺寸大小更加敏感,下降幅度较大。这是因为对于同种配合比的UHPC,其LOP的主要影响因素是基体的初裂性能,而MOR主要取决于试样中钢纤维的分布,由试样尺寸大小引起的钢纤维分布取向差异。     

超高性能纤维增强混凝土管的三边承载实验研究

配制了超高性能纤维增强混凝土(UHPFRC),采用三边承载实验研究UHPFRC管(配筋和不配筋)的承载能力、变形能力、应变和裂纹分布等。结果表明,钢筋增强UHPFRC管的承载能力和管顶挠度分别为无筋UHPFRC管的2.5倍和3.5倍。钢筋增强UHPFRC管的变形率为6.5%,埋地后能呈现非刚性混凝土管的特征。强度等级和内径相同时,钢筋增强UHPFRC管的管壁厚度明显低于普通钢筋混凝土管,是一种薄壁管。在达到破坏荷载时,钢筋增强UHPFRC管的拉、压应变均高于无筋UHPFRC管。钢筋增强UHPFRC管呈现多裂纹开裂特征,裂纹的宽度随荷载增加而增加。     

SMA丝增强SHCC拉伸时的变形和裂纹自回复性能研究

将单根形状记忆合金(SMA)丝埋入应变硬化水泥基复合材料(SHCC)中,采用循环拉伸试验研究SMA丝的预拉伸应变大小(分别为0％、2％、4％和5.5％)对SHCC拉伸应力-应变关系、残余应变回复率、裂纹平均宽度、裂纹回复性等的影响.结果 表明,SMA丝的埋入提高了SHCC的初裂强度、极限强度和极限应变.SMA丝的预拉伸应变较大时,SMA增强SHCC的延性和强度较高.采用加热方法驱动SMA丝可使SHCC的残余应变减小,含预拉伸SMA丝的SHCC试样的变形回复率达到60％ ～ 90％,而含未预拉伸SMA丝的SHCC试样的变形回复率仅为20％～ 42％.SMA丝预拉伸应变增加时,SMA丝驱动后SHCC中裂纹的平均宽度变小.当驱动预拉伸应变为5.5％的SMA丝时,SMA增强SHCC的裂纹平均宽度约为10μm.     

电热砂浆板制作低温辐射地面的试验研究

用自制的炭黑水泥砂浆板制作室内地面并以此进行了低温辐射采暖的试验研究.介绍了炭黑水泥砂浆板在室内的排布、接线、温度测点的布置,给出了在恒定电压下室内空气温度、加热板温度、隔热层温度等随通电时间变化的试验结果,研究了电流变化的规律以及多次电热试验后加热板电阻的稳定性.实验表明,炭黑水泥砂浆板通电后产生的热量完全可满足室内采暖的需要.室内的温度分布均匀,且地板能蓄热因而有利于维持室内环境的热稳定.在通电过程中以及在多次通断电时.电阻基本稳定,电热功率稳定.     

纳米炭黑水泥砂浆的导电性与电热特性研究

研究了纳米炭黑水泥砂浆的导电性和电热特性.研究表明,当炭黑掺量＜2.5%时,随着炭黑掺量的增加,电阻率下降明显;炭黑掺量为2.5%时,炭黑水泥砂浆电阻率可达到102Ω·cm;而炭黑掺量＞2.5%时,电阻率下降趋缓.在炭黑掺量为5%左右电阻率基本不变,电阻率在30～40Ω·cm之间.与石墨粉相比,纳米炭黑做导电相只需较小掺量,就可制备满足电热功能应用的导电混凝土.当炭黑掺量＞1%时,龄期对电阻率影响小,其电阻比较稳定.炭黑水泥砂浆板电功率稳定、电热功能重复性好.     

碳纤维水泥基复合材料的电力效应研究

通过试验研究了碳纤维水泥基复合材料(CFRC)的电力效应，在外加的直流电场作用下，试样产生变形．研究表明，电力效应主要由孔隙内电解质水溶液的电渗作用引起。而电热效应引起的热膨胀影响是次要的；与素水泥净浆相比，产生同一量级的应变，CFRC所需的电场远比素水泥净浆所需的电场小．这一研究对开发CFRC的作用功能具有重要意义．     

CFRC试块体积电阻和表面电阻的研究

研究碳纤维水泥试块两电极电阻和三电极法得的体积电阻与表面电阻，结果表明两电极电阻接近于体积电阻，表面电阻不稳定，对两电极电阻存在一定影响，采取相应措施可减少其影响，在一定条件下可用两电极电阻来表征体积电阻的变化。     

连续碳纤维带树脂基复合材料的传感性能实验研究

利用连续碳纤维带、树脂溶液和薄衬底材料制作的碳纤维带树脂基复合材料传感器具有较好的传感性能。将碳纤维带复合材料粘贴在四点弯曲的钢梁上,对其频率响应、线性度、重复性、迟滞性和灵敏度特性进行试验研究。在拉应力为0～72.28MPa范围内,实验表明连续碳带智能传感材料具有较好的力敏效应,平均灵敏度高达87.82,可以定性判断脉冲载荷的大小。     

HPMC分散碳纤维的水泥砂浆电学性能研究

采用HPMC(羟丙基甲基纤维素)分散碳纤维,利用四电极法研究了内掺CCCW(水泥基渗透结品防水材料)的碳纤维石墨水泥砂浆试样水化期间和固化后的导电特性及在压缩循环荷载作用下的压阻特性.结果表明:随着固化龄期的增加,碳纤维石墨砂浆试样的电阻值逐渐增加,并且逐步趋于稳定.石墨掺入量越大,试样电阻达到稳定值所需的养护时间越短,试样的体积电阻率随石墨掺量的增加而下降.此外,在循环荷载作用下,石墨掺量为水泥质量分数的25%时,碳纤维石墨砂浆试样的体积电阻牢与压应力之间呈现良好的对应关系,电阻值在应力加载时几乎以线性下降,而卸载时增加.羟丙基甲基纤维素(HPMC)可以代替羧甲基纤维素(CMC)分散短切碳纤维以提高材料的耐霉性.     

嵌入式碳纤维石墨水泥基复合材料的压阻特性

将碳纤维石墨水泥基复合材料(CFGCC)试块(40 mm×40 mm×40 mm)预埋入混凝土柱(100 mm×100 mm×300 mm)中,利用四电极法研究了CFGCC试块在混凝土柱受到不同幅值循环荷载作用下的电阻性能.结果表明:CFGCC试块电阻变化率与混凝土柱压应力呈现良好的对应关系,因此,CFGCC有望成为混凝土结构长期健康监测的新一代传感材料.