硫酸盐环境下粗糙度对CFRP-混凝土界面黏结应力试验研究

为了考察硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面黏结性能的退化规律,开展了162块CFRP-混凝土试件的单剪试验,研究了混凝土黏结面粗糙程度、混凝土强度等级、腐蚀龄期对CFRP-混凝土界面极限荷载、最大滑移量、黏结强度、断裂能的影响,并基于SEM扫描电镜技术分析了界面破坏机理。结果表明,混凝土强度从C30提升至C50,极限荷载上升幅度在1%～7%不等,总体上混凝土强度等级对提高界面黏结性能的影响不明显;硫酸盐环境下,环氧树脂胶体能较好的保护CFRP黏结区域;随着腐蚀龄期的增长,CFRP-混凝土界面的黏结性呈先增高后降低的趋势,增强点出现在第7天,30 d后界面极限荷载呈高速下降趋势;界面能在7 d时达到最大,随后逐渐降低;硫酸钠晶体的膨胀劣化是影响CFRP-混凝土界面黏结性能的主要因素。     

氯盐干湿循环作用下CFRP混凝土界面黏结性能研究

为了考察碳纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)与混凝土结构在氯盐干湿循环作用下界面黏结强度,开展不同干湿循环周期下混凝土的弹性模量、抗压强度和CFRP混凝土单剪试件界面黏结性能的腐蚀劣化试验研究。通过模拟氯盐的干湿循环作用和自主设计的单剪试验稳定装置,对混凝土基体的腐蚀劣化性能和界面的有效黏结长度进行研究,基于Popovics方程分别对不同腐蚀周期的界面黏结应力-滑移关系和界面断裂能进行研究。在此基础上,分析干湿循环作用下CFRP-混凝土界面黏结强度的劣化机理,并建立界面的时变黏结强度计算模型。结果表明,随着干湿循环周期的增长混凝土基体的弹性模量整体变化不大,而抗压强度则呈现出先增大后减小的趋势,最终腐蚀120 d后较未腐蚀混凝土抗压强度降11.2%;界面的有效黏结长度从未腐蚀的120 mm降低到腐蚀120 d后的72 mm,界面的断裂能也大幅下降。基于Popovics方程得到的腐蚀环境下CFRP混凝土界面黏结应力-滑移关系可揭示界面黏结强度劣化机理,建立的界面时变黏结强度模型有效,可应用于不同干湿循环作用下CFRP混凝土界面黏结强度的计算。     

循环荷载下CFRP-混凝土界面黏结-滑移模型研究进展

CFRP加固混凝土结构界面的疲劳性能主要取决于循环荷载下的CFRP-混凝土界面的黏结性能,而界面黏结-滑移模型能够准确表达界面的黏结性能.对国内外循环荷载下的CFRP加固混凝土结构界面黏结-滑移模型相关研究进行了梳理,阐述现有不同类型的黏结-滑移模型研究中亟待解决的问题,分析该领域需要进一步研究的方向.     

粗糙度对CFRP 混凝土界面剪切黏结性能的影响

针对3种强度、6种界面粗糙度的54块混凝土试件,采用单向剪切试验,研究了表面粗糙度对碳纤维增强复合材料(CFRP)-混凝土梁界面黏结性能的影响.结果表明:6种界面中,粗糙度为0.44的混凝土试件界面黏结性能最佳,CFRP-混凝土的极限荷载和黏结强度较粗糙度为0.25的试件分别提高36%~51%,124%~221%;粗糙度对混凝土界面有效黏结长度影响较大,与现有模型中的有效黏结长度计算值相比,考虑粗糙度和黏结树脂后的有效黏结长度最高可提高273%;6种界面的有效黏结长度随粗糙度的提高,总体呈现减小趋势;粗糙度为0.25~0.44的混凝土界面τ-s曲线在脆性区域上的刚度相差无几,界面越粗糙,脆性区间越短;进入塑性阶段后,6种界面的CFRP-混凝土梁黏结滑移曲线均以不同斜率下降,最终以0.04~0.35mm的滑移值剥离破坏.     

不同粗糙度的新旧混凝土界面黏结质量的超声试验研究

针对新旧混凝土界面的工程处理方法,利用现场实际材料,对经过不同粗糙度处理的新旧混凝土黏结试样进行了超声波速和劈裂试验研究.结果表明,粗糙度不同的黏结试样的波速和劈裂抗拉强度是不同的,这为现场工人对黏结界面的粗糙处理工艺提出了要求.也为新旧混凝土界面的超声检测提供了依据.     

混凝土抗冻性试验方法及评价参数的研究评述

本文主要阐述了混凝土冻融破坏的机理，国内外混凝土抗冻性试验方法,评价参数及影响混凝土的抗冻性试验方法的因素.分析结果表明在除冰盐存在的情况下大大加剧了混凝土的冻融破坏。影响这些试验方法的因素为：试件与传热介质的接触方式；传热介质的种类和浓度；冻融循环制度。通过试件单位面积的剥蚀量和动弹性模量的损失更能准确、全面地反映混凝土的抗盐冻性能，并建议在我国应建立适合道路和桥梁的单面盐冻试验方法。     

钢界面粗糙度对界面强度循环弱化的影响研究

钢界面粗糙度的大小是界面强度循环弱化的重要影响因素之一.文中通过界面环剪仪,研究了打入钢管桩在循环剪切过程中,钢界面粗糙度的大小对界面强度循环弱化的影响,并通过粒子图像测速(PIV)技术从颗粒尺度对界面剪切过程中砂颗粒的运动进行了分析.试验结果表明,钢界面粗糙度越大,钢界面的移动对上部砂颗粒影响范围越大,砂样剪胀剪缩幅...     

碳纤维混凝土的抗拉特性实验研究（下）

5.V_f对变形特性和裂缝间隔的影响(原有理论与实验结果的比较) 碳纤维混凝土的拉应力——应变曲线(σ_t——ε曲线)的性状将随着V_f值的不同而发生种种变化。如果大胆地把它们之间的     

CFRP加固混凝土结构的界面力学性能研究

基于界面剥离破坏机理,对影响界面力学性能的有关参数进行了深入分析,揭示了影响界面剥离性能的主要因素,提出了界面粘结—滑移本构模型及受弯加固剥离承载力的实用计算表达式,为CFRP加固混凝土结构技术的设计方法提供了参考。     

恒高温下钢管混凝土界面黏结性能试验研究

钢管混凝土的界面黏结性能是钢管和混凝土之间共同受力与协调变形的基础。为探讨高温下钢管混凝土界面黏结破坏特点和平均黏结强度的主要影响因素,文中以恒温温度、长径比和径厚比等为主要研究参数,进行钢管混凝土试件恒高温下的推出滑移试验,得到钢管混凝土界面的温度-时间和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明,在20℃～900℃研究范围内,恒温温度对圆钢管混凝土平均黏结强度有显著的影响,平均黏结强度随恒温温度的升高先减小后增加再减小,降低幅度最高达到90%;平均黏结强度随钢管长径比的增大而减小,降低幅度最高达50%;钢管径厚比对平均黏结强度影响很小,降低幅度在10%以内。     

ECC-混凝土黏结界面断裂试验研究

采用双材料楔入劈拉试件,研究了超高韧性水泥基复合材料(ECC)与混凝土黏结界面的断裂性能,讨论了最粗糙面、次粗糙面和光滑面3种界面粗糙度对界面破坏模式及断裂韧度的影响;结合界面力学理论,分析了裂缝偏折破坏与界面破坏的发生及界面粗糙度对裂缝偏折的影响.结果表明:对于最粗糙和次粗糙界面试件,以骨料-ECC黏结界面破坏及小角度偏折界面破坏为主,而光滑界面试件以界面破坏为主;提高黏结界面粗糙度可以使黏结界面的强度有一定程度的提高,并且界面裂缝在加载过程中易于偏向ECC,可实现ECC的裂缝捕捉,因此,当黏结界面受力状况不明确时,应尽量提高ECC-混凝土界面粗糙度,避免发生界面破坏,从而最大地发挥ECC效用.     

复合受力模式下CFRP混凝土界面剥离分析方法

为研究复合受力模式下碳纤维增强复合材料(CFRP)混凝土界面的剥离行为,提出在界面受压时采用摩尔-库仑强度理论以及在界面受拉时采用抛物线强度理论的损伤判定法则,建立复合受力状态下的界面本构模型。基于本构模型,推导界面的法向和切向应力对相对位移的偏导数,得到界面数值分析时所需要的雅可比矩阵。通过对比文献中4个试件的试验结果,验证了复合受力状态下界面本构模型的适用性。采用所提出的界面本构模型对CFRP增强混凝土进行参数分析,研究剥离角、界面相对位移的权重系数、法向与切向强度比以及CFRP板厚对界面破坏模式的影响。结果表明,提出的复合受力模式下的界面本构模型能够准确地反映界面剥离破坏的过程以及CFRP板的应变分布情况;剥离角度的增加会大大降低荷载峰值及峰值过后的稳定值,稳定剥离阶段的荷载极值不受界面相对位移的权重系数、法向与切向黏结强度比和CFRP板厚因素的影响;在法向出现剥离的临界位置,CFRP板上表面应变呈现出明显的波动现象;根据应变波动的部位,可以推测出CFRP板法向剥离破坏的位置。     

国内外混凝土的抗冻性试验的分析与探讨

介绍了国内外典型的混凝土的抗冻性试验方法、评定指标及控制要求,并对其进行了分析比较。     

盐冻循环作用下再生保温混凝土的抗冻性能研究

为研究再生粗骨料取代率对盐冻循环作用下再生保温混凝土抗冻性能的影响,对不同再生粗骨料取代率试件在盐冻循环0～100次下的宏观形貌、微观形貌、氯离子浓度、质量损失率、抗压强度和劈裂抗拉强度等指标进行对比分析。结果表明,盐冻循环100次后,再生粗骨料取代率为0的试件表面未发生明显变化,再生粗骨料取代率为30%和50%的试件表面出现再生粗骨料剥落和少量浆料脱落,再生粗骨料取代率至70%和100%的试件表面出现了贯穿性裂纹和再生粗骨料剥落现象。随着盐冻循环次数从0增加至100,不同再生粗骨料取代率试件的抗压强度和劈裂抗拉强度都呈现减小特征;在相同盐冻循环次数下,再生粗骨料取代率越高则试件的抗压强度和劈裂抗拉强度越小,再生保温混凝土试件的抗压强度和劈裂抗拉强度损失率都随着盐冻循环次数增加而增大。盐冻循环过程中,裂纹先在旧界面薄弱区产生,并随着盐冻循环次数增加而出现裂纹扩展并贯穿至新水泥砂浆中。     

单面盐冻法评价路面混凝土抗冻性的适用性研究

在分析、比较国内外混凝土抗冻性试验方法的基础上,采用改进了的单面盐中冻融法测定不同强度等级、不同配合比的混凝土试件的抗冻性.认为该方法能有效地评价寒冷地区除冰盐环境中的混凝土的抗冻性能,并提出评价指标的建议参考值.     

轻集料混凝土界面研究

介绍了轻集料混凝土的界面进行三维重建以及计算界面的分数维表征其粗糙度的方法,述评了轻集料混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度与轻集料混凝土界面分数维的相关性,以及界面分数维与界面粗糙度、界面的啮合结构、界面黏结力的关系.     

圆钢管活性粉末混凝土界面黏结性能

为研究钢管活性粉末混凝土(RPC)的界面黏结性能,以径厚比、长径比和混凝土抗压强度为变化参数,设计了21个圆钢管RPC试件并对其进行静力推出试验。分析了试件的破坏过程与形态、荷载-滑移曲线、黏结强度和钢管表面应变分布,结果表明：钢管RPC的荷载-滑移曲线分为峰值荷载点后有明显下降段、峰值荷载点后曲线平稳和曲线持续上升三类,取峰值点或第一拐点对应的荷载为黏结破坏荷载;界面初期黏结力由化学胶着力提供,随后转化为机械咬合力和摩阻力,后期则主要由界面摩擦力提供;钢管RPC的黏结强度随着套箍系数增加而增大,钢管主要在加载后期发挥约束作用,其表面纵向应变沿高度方向大致呈指数分布。考虑长径比和套箍系数对实测黏结强度的影响,建立了考虑双因素影响的钢管RPC黏结强度计算模型,理论计算结果与实测结果吻合较好。     

盐溶液浓度差对混凝土单面抗冻性的影响

通过改变混凝土内、外部盐溶液浓度,研究了盐溶液浓度差对混凝土单面盐冻剥落的影响.结果表明：在预吸水过程中,氯离子扩散规律符合Fick第二定律,在中、低盐溶液浓度或存在内外浓度差的情况下,冻融过程对混凝土表面附近氯离子浓度分布影响显著;混凝土内、外部盐溶液浓度差对混凝土盐冻剥落影响显著;当混凝土内部的盐溶液浓度低于外部时,盐冻剥落量最大,且远大于3%（质量分数）盐溶液中冻融的混凝土.