纤维对混凝土筒体高温下变形的影响

通过燃烧液化气模拟隧道火灾的高温作用,研究了普通钢筋网、单掺及混掺钢纤维(SF)和聚丙烯(PP)纤维对混凝土筒体在明火高温下以及高温冷却后的变形性能,对比了不同纤维类型和纤维掺量(质量)下筒体经历1次和2次高温循环后的径向位移、高温后的残余径向位移,分析了承受高温过程中混凝土筒体筒壁温度以及筒壁内外温差的变化特点.结果表明:在热气温度稳定阶段末期,混凝土筒体内外温差、径向位移均达到最大值;单掺钢纤维、混掺钢纤维与聚丙烯纤维对减少混凝土筒体在高温作用下的径向位移有显著作用;高温循环使筒体产生径向残余变形,而混杂纤维对限制筒体高温后的残余径向位移具有正混杂效应.     

ETS法加固钢筋混凝土短梁抗剪性能试验研究

介绍了一种钢筋混凝土梁抗剪加固的新方法——ETS法,并对16根钢筋混凝土短梁进行了试验研究,探求ETS法的可行性。对比了BFRP筋绑扎、BFRP筋灌胶(ETS法)、普通钢筋绑扎插入式三种加固的试件与未加固试件的抗剪性能;通过加固筋的应变,研究了加固筋的利用率。研究结果表明:钢筋混凝土短梁采用ETS法加固后,加固筋的存在延缓了试件裂缝的发展,提高了开裂荷载和抗剪承载力,减小了短梁的跨中挠度,表现出良好的受力和变形性能。     

BFRP约束混凝土短柱轴压性能的截面尺寸效应研究

为了研究BFRP约束不同截面高宽比混凝土短柱轴压性能,进行了五种不同截面高宽比BFRP约束混凝土短柱的轴心抗压试验。按照截面高宽比、包裹层数,试件分15组,每组3个相同试件。结合试验结果,通过理论分析和数值模拟研究试件的轴心抗压强度、峰值应变及应力-应变关系。研究结果表明,各组试件的裂缝开展和破坏形态基本一致;截面高宽比不同试件的轴心抗压强度存在明显的截面尺寸效应;峰值应变随试件截面高宽比的变化比较离散,没有明显的规律;建立的强度模型与试验结果吻合较好;采用ANSYS分析软件能较好地模拟BFRP约束混凝土短柱的轴压性能。     

水泥-粉煤灰-矿粉-偏高岭土四元胶凝材料氯离子固化机理研究

本文在水泥、粉煤灰和矿粉组成的三元胶凝材料基础上掺入第四元矿物掺合料偏高岭土,利用X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA/DTG)定性分析了四元胶凝材料水化产物与氯离子固化能力的关系,并在此基础上利用TGA/DTG和Rietveld外标法定量分析不同形态氯离子固化量。研究表明,掺入偏高岭土能够增加体系早期水化反应速率,促进粉煤灰和矿粉早龄期水化,增加了四元胶凝材料水化AFm相(单硫型水化硫铝酸钙)和C-S-H凝胶含量。同时也增加了体系中铝钙摩尔比,使得单硫型硫铝酸钙(Ms)在碳酸盐存在的条件下更加倾向于转化为半碳型碳铝酸钙(Hc)。氯离子等温吸附结果表明,AFm相含量与氯离子固化能力呈正相关。Rietveld外标法结果表明,掺入偏高岭土后四元体系的氯离子化学固化能力提高,物理吸附能力降低,与三元体系相比,氯离子化学固化量提高了94.16%,物理吸附量降低了7.62%,TGA/DTG定量结果表明Rietveld定量分析具有可行性。     

纤维材料与再生混凝土组合应用研究进展

对纤维材料与再生混凝土材料组合应用研究现状进行回顾和总结,归纳了短切纤维再生混凝土的基本力学性能、耐久性以及构件层次的力学行为;探讨了纤维布和管材约束再生混凝土构件的性能;介绍了纤维筋与再生混凝土粘结及基本构件受力性能相关研究成果.基于现有研究成果,指出了存在的不足,以期为纤维材料与再生混凝土的工程应用与推广提供新思路.     

不同导电相对混凝土裂缝智能化自监测的灵敏度与噪声水平的影响

采用四电极法测量了弯曲荷载作用下智能混凝土梁受拉侧裂缝扩展过程的电阻变化率(ρ_FCR)，对比了碳黑（CB）、钢纤维（SF）、碳纤维（CF）不同组合及掺量对裂缝自监测灵敏度系数(K)的影响；并基于分形理论研究了归一化处理后的电阻变化率-裂缝扩展宽度曲线(ρ’_FCR-w’_COD)的粗糙程度，以反映不同导电材料对监测信号电阻变化率-裂缝扩展宽度曲线(ρ_FCR-w_COD)噪声水平的影响。研究表明:用线性函数拟合混凝土裂缝智能化自监测信号ρ_FCR-w_COD曲线的效果较好，K可用拟合直线的斜率来表征；随着SF掺量的增加，试件的K随之减小；双掺SF与纳米CB试件表现出最佳的裂缝智能化自监测性能，适量纳米CB的掺入对混凝土裂缝监测的K值有提升作用，同时可降低ρ’_FCR-w’_COD曲线的噪声水平，随着CB掺量的增加，试件的K值呈现先增后减、分形维数D值呈先减后增的规律，纳米CB的最佳掺量为1.0~1.5 kg/m3；CF的掺入对K值有一定的负面影响，但掺入CF的试件裂缝监测信号D值随导电相掺量变化而变化的程度不大。      

界面处理对预制UHPC与现浇NC界面抗剪性能的影响

对未处理和经喷砂、凿毛、切槽界面处理后的预制超高性能混凝土（UHPC）与现浇普通混凝土（NC）组合试件进行双面剪切试验，记录加载过程中的剪切荷载与界面滑移，通过剪切荷载-界面滑移曲线分析不同界面处理方式对组合试件抗剪性能的影响.结果表明：界面处理显著提高了预制UHPC与现浇NC组合试件的界面抗剪性能；不同界面处理方式下组合试件的破坏模式主要分为3种；采用边长18 mm正方形钢丝网格凿毛处理的组合试件界面抗剪强度与抗剪刚度均最大，其界面抗剪强度为未处理界面试件的4.69倍；凿毛与切槽处理使组合试件拥有较好的界面抗剪性能，表现为延性破坏；界面粗糙度相近但界面处理方式不同的组合试件抗剪性能表现出明显差异；各组试件界面抗剪强度与抗剪刚度变化趋势大致相同.     

复掺钢纤维-纳米炭黑/混凝土智能层对裂缝自监测性能的影响

将结构型钢纤维及纳米炭黑作为导电材料加入混凝土形成智能混凝土,并将智能混凝土和素混凝土一起浇筑形成双层混凝土梁。在四点弯曲加载下,采用四电极法对混凝土试件的电阻进行测量,对比研究了复掺钢纤维-纳米炭黑/混凝土层中钢纤维掺量及智能层厚度对混凝土梁的弯曲性能及裂缝自监测性能的影响。结果表明:混凝土智能层内结构型钢纤维的掺量和智能层厚度的增加能够显著提高混凝土梁的弯曲性能;依据电阻变化率-时间(ρ_FCR-t)曲线的变化特征可对混凝土的裂缝出现时刻进行监测,裂缝出现前,ρ_FCR-t曲线基本维持在零点附近,智能混凝土梁出现裂缝时,ρ_FCR-t曲线开始急剧上升,出现新裂缝后,ρ_FCR-t曲线出现新的转折点,斜率发生明显变化;裂缝出现时,试件的ρ_FCR增长较迅速,后期ρ_FCR增长变缓,ρ_FCR-裂缝扩展宽度(ω_COD)曲线呈负衰减函数特征;对于双层混凝土梁,增加混凝土智能层钢纤维掺量和智能层厚度,减小了相同裂缝宽度下裂缝自监测信号ρ_FCR的数值;本文提出的一阶指数衰减函数模型拟合ρ_FCR-ω_COD曲线效果较好。      

BFRP筋再生混凝土无腹筋深梁抗剪承载力

为了研究BFRP筋再生混凝土无腹筋深梁抗剪承载力,完成了9根集中荷载作用下的BFRP筋再生混凝土无腹筋深梁的抗剪试验,分析了深梁的破坏过程、破坏形态以及剪跨比、BFRP筋配筋率、再生混凝土抗压强度对梁抗剪承载力的影响,基于加拿大规范和试验数据拟合出BFRP筋再生混凝土无腹筋深梁抗剪承载力计算公式。研究结果表明：BFRP筋再生混凝土深梁主要发生剪切破坏,随剪跨比增大,破坏形式由剪切破坏向弯剪破坏转变;试验梁的抗剪承载力随剪跨比的增大而减小,随BFRP筋配筋率和再生混凝土抗压强度的提高而增加;采用本文提出公式的计算结果与试验值吻合较好,且具有一定安全度。     

基于正交试验法的BFRP筋与纤维再生混凝土黏结性能研究

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能,采用正交试验设计方法分析了再生混凝土强度等级、玄武岩纤维短切纱的体积掺合率以及长度对其影响。设计了27组试件,通过中心拉拔试验,得到相应的平均黏结强度值以及自由端滑移量。结果表明,纤维的掺量是影响BFRP筋与纤维再生混凝土拉拔试验自由端滑移的重要因素;同一掺量下,纤维长度为18mm的试件对应的极限黏结强度大于纤维长度为6mm、12mm的试件;玄武岩纤维短切纱体积掺量为0.2%时,对应的黏结性能最好;BFRP筋与纤维再生混凝土的黏结强度随纤维再生混凝土强度等级的提高而增大。