碳纤维混凝土导电压敏性的研究

碳纤维水泥基材料具有应力、应变自感知功能,所以可以利用碳纤维混凝土的这种性能制备碳纤维混凝土压敏传感器。本文主要研究用于融雪化冰的碳纤维混凝土的制作工艺;碳纤维混凝土最佳配合比;探讨碳纤维混凝土电阻随碳纤维掺量的变化规律以及混凝土的压敏性。研究结果表明：碳纤维混凝土的电阻随龄期增长而下降,21d后趋于稳定;碳纤维混凝土电阻随碳纤维掺量增加而下降,当碳纤维掺量达0．7％时碳纤维混凝土的电阻迅速下降,此后碳纤维混凝土的电阻随碳纤维掺量增加无显著降低;通过碳纤维混凝土压敏性研究可以测知碳纤维混凝土随压应力增加其内部裂纹的闭合及新裂纹的产生。     

碳纤维混凝土的特征及应用探讨

过去制约碳纤维在混凝土领域应用的主要因素是产量低、价格高。自20世纪80年代初,通刚型沥青基碳纤维开发成功后,为碳纤维在混凝土中的应用提供了可行条件。碳纤维从生产原料可分为粘胶基碳纤维、聚丙烯睛基(PCF)碳纤维和沥青基碳纤维。介绍碳纤维混凝土的主要特点,对碳纤维在混凝土结构加固、温度变形控制、智能混凝土和动力耗散等方面的研究进行阐述。     

碳纤维钢渣混凝土的性能研究

以碳纤维和钢渣为功能导电基元材料,通过合理的添加制备了导电混凝土。探讨了碳纤维含量一定条件下,不同钢渣含量的对混凝土抗压强度和电阻率的影响;研究了碳纤维钢渣混凝土电阻率在外荷载作用下从加载至最终破坏的全过程。结果表明在碳纤维混凝土中通过添加一定量的钢渣能够改善混凝土的导电能力从而降低碳纤维的使用量。利用碳纤维钢渣混凝土的力电效应,碳纤维钢渣混凝土可作为自监控断裂损伤材料。     

短切碳纤维混凝土单轴冲击压缩试验与分析

为研究短切碳纤维对混凝土动态力学性能的影响,采用覫74mm钢质分离式霍普金森压杆装置,对6种不同体积掺量的短切碳纤维混凝土进行单轴冲击压缩试验。中应变率下的短切碳纤维混凝土动态应力-应变曲线表明,不同体积掺量的短切碳纤维混凝土动态峰值应变大致相同,约为0.0018;由于短切碳纤维的阻裂作用,短切碳纤维混凝土达到峰值应力后仍有一定的承载能力,当轴向动态极限应变超过0.02时,短切碳纤维混凝土的承载力急剧下降。在中应变率加载条件下,短切碳纤维混凝土动态平均抗压强度和碳纤维体积掺量近似服从高斯分布。短切碳纤维混凝土单轴冲击压缩试验表明短切碳纤维合理体积掺量为0.6%。     

碳纤维混凝土力学性能研究

为探究衬砌管片的混凝土开裂破坏，考虑加入碳纤维来改善其力学性能。设计了不同配合比的碳纤维混凝土试件，进行了碳纤维长度和掺量对碳纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度的研究。试验结果表明：碳纤维混凝土较普通混凝土抗拉和抗压强度均得到了增强，其中抗拉强度增加程度最大，达到普通混凝土的150%，弹性模量和延性也均得到了提高，利用这些特征可以有效延缓和阻止衬砌管片开裂。此外，通过试验数据拟合得到了碳纤维混凝土应力-应变曲线表达式，为碳纤维混凝土在数值模拟中奠定理论基础。     

碳纤维混凝土(粗骨料)中纤维含量对其力学、压敏性能的影响

目前碳纤维水泥砂浆的研究很多，而对于碳纤维混凝土的研究较为少见。作为结构材料必须加入粗骨料。粗骨料的引入使碳纤维混凝土力学和压敏性能较碳纤维水泥砂浆有较大的不同。本文介绍了碳纤维混凝土的试验室配制工艺及其电阻测量方法，并在此基础上研究了碳纤维混凝土的力学、压敏特性。通过综合比较相同条件下不同纤维掺量的混凝土其力学和压敏性能，确定了较为合理的碳纤维掺量。     

预应力碳纤维布界面粘结应力及最大张拉预应力分析

预应力碳纤维布加固混凝土梁技术中,碳纤维布放张后混凝土与碳纤维布之间的界面受力分析非常重要,同时能够对碳纤维布施加的最大初始预应力也是研究中关注的问题。基于碳纤维布与混凝土之间的双线性剪切-滑移模型,得出碳纤维布放张后碳纤维布与混凝土间不同初始预应力下界面剪应力的变化规律和计算方法,在此基础上提出能够对碳纤维布施加的最大初始预应力。     

碳纤维布与混凝土粘结性能的研究

对碳纤维布与混凝土粘结性能进行试验研究，分析了碳纤维布与混凝土粘结性能的变化规律，探讨了碳纤维布与混凝土粘结机理，为加固工程设计和施工提供科学依据，为进一步深入研究碳纤维布加固混凝土结构技术奠定基础。     

CFRC抗弯试件的机敏性能试验研究

碳纤维具有良好的导电性,且其电阻率变化与所处应力场具有稳定的对应关系。在混凝土结构中构造一定厚度的碳纤维增强混凝土机敏层,并通过实时监测电阻率变化,可对结构的实时荷载和损伤程度进行预报。本研究中设计了碳纤维混凝土与混凝土层合型构造,研究了静载、反复荷载作用下,上缘碳纤维增强混凝土层和下缘碳纤维增强混凝土层的电阻变化规律,得出了以电阻率变化表征构件力学状态的碳纤维增强混凝土的压敏和拉敏规律。     

裂缝宽度对机场道面融雪除冰碳纤维混凝土导电性能影响的试验研究

碳纤维混凝土是极具应用前景的机场道面融雪除冰材料,而机场道面裂缝的普遍存在对碳纤维混凝土导电性能存在着严重影响。通过采用实际机场道面要求的混凝土配合比设计,在测试并优化选择碳纤维掺量的基础上,通过试验研究建立了裂缝宽度对碳纤维混凝土导电性能的影响关系。试验结果表明:随着裂缝宽度的增加,起初碳纤维混凝土电阻变化率与裂缝宽度呈线性关系;在临界的裂缝宽度之后电阻变化率大幅度上升,此临界裂缝宽度被定义为碳纤维混凝土有效导电临界宽度。机场道面融雪除冰碳纤维混凝土的有效临界宽度值在0.65 mm左右。     

预应力碳纤维布放张时受力性能分析

预应力碳纤维布加固混凝土结构技术是一种加固效果明显、应用前景广阔的加固技术,在施工工艺中放张预应力碳纤维布时各部分的受力是非常复杂的。借鉴预应力混凝土结构理论,提出了碳纤维布放张后预应力传递面积的概念,并通过对7根混凝土梁预应力碳纤维布的放张测量,详细研究了放张后碳纤维布的应变分布、预应力碳纤维布的传递面积、放张后混凝土梁的反拱及混凝土截面应变的变化,还给出了计算碳纤维布预应力传递面积及放张后反拱的计算公式,为建立预应力碳纤维布加固混凝土梁设计理论体系提供了基础。     

碳纤维增强混凝土轴向压缩应力应变全过程曲线

通过对不同配合比、不同碳纤维体积含量的混凝土试件进行轴压试验,得到碳纤维增强混凝土(CFC)轴向压缩应力-应变全过程曲线。基于试验结果,提出碳纤维增强混凝土轴向压缩应力-应变全曲线数学表达式,希望为碳纤维增强混凝土基本力学性能进一步研究提供参考。     

碳纤维轻骨料混凝土抗压性能试验研究

以内蒙古地区天然浮石为粗骨料,通过比较不同掺量碳纤维的轻骨料混凝土立方体和棱柱体的抗压强度,得出碳纤维增强轻骨料混凝土抗压强度的基本规律.混凝土是脆性材料,碳纤维的加入能提高混凝土的抗拉性能,从而克服和减少混凝土内部微裂缝的产生.试验结果表明,碳纤维轻骨料混凝土的抗压强度并不随着碳纤维加入量的增加而增大.     

碳纤维珊瑚混凝土各项力学性能试验研究

针对珊瑚混凝土强度低和氯盐含量高的缺点,研究了碳纤维掺量为0 kg/m3和2 kg/m3,水灰比分别为0.33、0.4和0.47的碳纤维珊瑚混凝土在龄期为3、7、14、21、28 d时的立方体抗压强度、轴心抗压强度、弹性模量和劈裂抗拉强度。试验结果表明碳纤维的添加对碳纤维珊瑚混凝土的弹性模量和劈裂抗拉强度均有一定幅度的提高,对立方体抗压强度和轴心抗压强度的影响不大;碳纤维珊瑚混凝土破坏时,碳纤维的强度未充分发挥;水灰比对碳纤维珊瑚混凝土的各项力学性能影响很大,0.4的水灰比为碳纤维珊瑚混凝土的最优水灰比。     

CFRP约束高强混凝土方柱本构关系研究

为研究碳纤维约束高强混凝土单轴受压性能和应力-应变关系,进行了碳纤维约束高强混凝土棱柱体单轴受压试验,考察了混凝土强度、碳纤维包裹层数等参数对其单轴受压性能的影响规律;将试验结果与国内外七个碳纤维约束混凝土方柱的应力-应变模型进行了比较,发现已有模型不能准确反映碳纤维约束高强混凝土的单轴受压性能。     

碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度试验与分析

对网格间距为80mm的不同碳纤维用量的碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度进行了试验研究。碳纤维编织网是利用碳纤维束在经纬两个方向进行平织而成,并经过碳纤维浸润胶浸渍及在其表面粘砂的处理,以增强其与混凝土的粘结强度。试验结果表明,随着碳纤维用量的增加,碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度与挠度逐渐提高,当碳纤维用量达到50个单元束时提高最大,较素混凝土板分别提高了106.6%和410.6%。     

碳纤维布约束钢筋混凝土轴心受压柱的力学性能研究

对碳纤维布约束的钢筋混凝土柱进行了轴压性能试验,研究了混凝土强度、碳纤维布的包裹方式及碳纤维布抗拉强度等因素对约束钢筋混凝土柱的极限承载力及变形等力学性能的影响。结果表明,随着混凝土强度的增加,碳纤维布约束加固效果将会降低,碳纤维布强度对其加固效果的影响也逐渐降低。在混凝土强度较低的情况下,采用高强一级碳纤维布加固效果较好;在相同碳纤维布体积加固率的条件下,采用全包碳纤维布约束混凝土的加固方式比间隔包裹碳纤维布条带效果更好。     

碳纤维布加固混凝土梁的极限承载力试验研究

裂缝会对混凝土结构的承载能力和耐久性产生不利的影响,宽深裂缝的影响尤为严重。基于浙江省新岭隧道改扩建工程中旧有隧道张开裂缝的开展情况,设计了碳纤维布修加固大尺寸无缺陷素混凝土梁和碳纤维布修复带宽深预制裂缝大尺寸素混凝土梁的弯曲试验,试验表明碳纤维布对素混凝土梁的弯曲性能具有显著地修复加固效果。对于无损伤混凝土梁,底部粘贴碳纤维布加固可使其极限承载能力提高65%左右;而对于带有预制裂缝的混凝土梁,底部粘贴碳纤维布修复可使其承载能力提高250%左右。其最后的破坏模式为碳纤维布与混凝土梁底部剥离致使减弱甚至失去对混凝土中裂缝的约束而导致裂缝快速发展,最终发生失稳破坏。碳纤维布对于混凝土梁的修复加固效果取决于二者的黏接性能,无论混凝土梁是否带有损伤,底部粘贴碳纤维布进行修复加固后二者极限承载能力接近。因此,碳纤维布修复加固带损伤的混凝土结构具有明显的效果。     

碳纤维网与短切丝协同增强混凝土梁试验研究

分析了碳纤维网的密度、层数与预埋位置以及碳纤维短切丝的长度与掺量对混凝土梁抗折性能的影响。结果表明:预埋碳纤维网与掺入碳纤维短切丝均能显著提升混凝土梁的抗折性能;碳纤维网密度为20 mm×20 mm时,距混凝土梁上表面125 mm时的增强效果最佳;双层碳纤维网的增强效果明显优于单层碳纤维网;同时掺入碳纤维短切丝可继续提升混凝土梁的抗折性能,且掺量2%、长度6 mm的碳纤维短切丝提升效果最佳。     

碳纤维混凝土抗渗试验研究

该文利用渗透高度法对素混凝土和碳纤维体积率掺量为0.8%的碳纤维混凝土进行渗透试验,得出各混凝土的渗透高度并计算相对渗透系数。理论分析碳纤维的加入对混凝土抗渗性能的影响。