结网方式对碳纤维混凝土板抗弯性能的影响

采用平织法和打结法两种方法编织网格间距分别为80mm和100mm的碳纤维编织网,通过板的抗弯试验研究不同结网方式对不同网格间距CTRC板抗弯性能的影响。试验结果表明,打结法编织的碳纤维编织网在减小CTRC板的挠度的同时也相应降低了抗弯强度,且当超出板的抗弯极限承载能力之后CTRC板不会完全破坏,仍具有残余承载能力。其中网格间距为100mm打结碳纤维编织网增强混凝土板的抗弯强度及极限挠度较平织碳纤维编织网分别降低了36.8%和6.0%。     

玻璃纤维编织网增强混凝土免拆模板抗弯性能试验研究

通过对玻璃纤维编织网增强混凝土免拆模板叠合构件进行抗弯性能试验研究,探讨不同接触面处理方式、不同后浇混凝土强度、不同纤维网层数对叠合梁整体抗弯强度的影响。结果表明:纤维编织网增强混凝土(TRC)模板板面不需要特殊处理就能够与后浇混凝土良好黏结协同工作;对于同一种TRC模板,普通混凝土强度愈低,模板对其抗弯强度提升就会愈加明显;纤维网具有"类钢筋"约束作用,纤维网的加入有利于构件抗弯强度的提高,但纤维网的数目并非越多越好,而是存在最优纤维网数目。     

纤维编织网增强混凝土薄板力学性能的研究

为探讨纤维编织网对混凝土裂缝扩展行为的限制机理,进行了纤维粗纱从混凝土中拔出的粘结试验和纤维编织网增强混凝土(TRC)单向板的四点弯曲试验。结果表明:对纤维编织网环氧树脂浸渍并在表面粘砂,施加和提升预应力都能改善纤维和混凝土的粘结,使TRC的裂缝更加细密均匀;提高配网率同样能使裂缝细密均匀。预应力还可提高TRC板的开裂荷载和极限荷载。基于平截面假定,本文对TRC板的开裂荷载和弯曲极限承载力进行了计算分析,结果与试验比较吻合。     

碳纤维编织网增强混凝土梁正截面承载力计算

碳纤维具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗磁化的优点,纤维束可以沿混凝土中的主拉应力方向布置,因此碳纤维编织网增强混凝土得到了越来越多的应用。当受压边缘混凝土应变大于混凝土峰值压应变时,对混凝土压应力采用等效矩形计算方法;反之,则将其近似为三角形分布,然后利用平截面假定推导得到了纤维拉断控制破坏、混凝土压碎控制破坏及平衡破坏三种破坏模式下的碳纤维编织网增强混凝土梁正截面承载力计算公式。最后,结合试验数据,验证了计算公式的精确性。     

四元掺合料复合碳纤维网的TRC耐久性能研究

对比研究了二元和四元矿物掺合料混凝土的自收缩、电通量、抗硫酸盐侵蚀性能,并利用四元复掺配合比与碳纤维网复合制备了纤维编织网增强混凝土（Textile Reinforced Concrete,以下简称TRC）,进行了TRC平板试件的耐久性能研究。结果表明：对比二元复掺混凝土,粉煤灰-矿粉-偏高岭土-石灰石粉四元复合掺合料可以有效减少混凝土试件的早期自收缩,有效提高混凝土的抗氯离子渗透性和抗硫酸根离子侵蚀性,优化混凝土的孔结构,密实界面过渡区;四元复合掺合料与碳纤维编织网复合制备的TRC板具有良好的耐久性能。     

掺入短切纤维的纤维编织网增强混凝土薄板弯曲力学性能试验研究

为研究掺入短切纤维的纤维编织网增强混凝土(简称TRC)薄板的受弯承载能力及裂缝开展,对其进行了四点弯曲试验,对比分析了TRC薄板纤维编织网浸胶的处理、水灰比、短切纤维种类和掺量,以及钢纤维长径比等因素的影响。在此基础上,采用环境扫描电镜及能谱仪对短切纤维与纤维编织网在混凝土基体中的微观形貌进行观察。研究结果表明：对浸胶处理的TRC薄板、掺入碳纤维和聚丙烯纤维的试件的承载力提高幅度分别为16%和32%;掺入钢纤维并未提高薄板的承载力。未浸胶处理的TRC薄板,掺入短切碳纤维、钢纤维、聚丙烯纤维和掺入短切钢纤维与聚丙烯纤维混合纤维的试件,其承载力的提高幅度分别为132%、47%、27%和86%,且钢纤维和碳纤维掺量越多,薄板开裂后刚度越大,但聚丙烯纤维的掺量不宜偏高。短切碳纤维与钢纤维均能有效减缓裂缝的扩展,但在微观裂缝处两种纤维的交联作用机理不同;掺入短切纤维可使薄板裂缝数量增多。     

纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能

通过薄板试件的拉拔试验和四点弯曲试验研究了纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能.结果表明:纤维编织网的表面处理和经向纤维束对纤维编织网和细粒混凝土的界面黏结性能有着较为明显的影响;无论纤维编织网是粘砂还是不粘砂,随着碳纤维束初始埋长的增加,平均界面黏结强度有降低的趋势;当碳纤维束初始埋长大于35mm时,可保证碳纤维束与细粒混凝土有足够的黏结而不被拔出.对于粘细砂处理的绑扎搭接试件,碳纤维搭接长度不小于60mm可满足纤维束间应力传递的要求;在同样的搭接长度下,绑扎搭接纤维束的增强效果要优于黏结搭接.     

纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论分析

纤维编织网增强混凝土(TRC)结构是一种新型的结构形式,具有承载能力高、韧性强,构件尺寸小、重量轻,防磁化、施工简单等多种优点,以细粒混凝土作为纤维编织网增强混凝土基体,能增强混凝土与纤维网的粘结性,提高纤维编织网混凝土的性能。本文在介绍纤维编织网增强混凝土的基础上,对纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论进行了分析,并采用四点弯曲试验,利用微机控制液压伺服试验机,通过分级加载,验证了公式的合理性。     

新型混凝土

日本研制出一种新型混凝土——碳纤维混凝土。它采用长3～10毫米的碳纤维作添加剂,掺量2～4%,其重量为普通钢筋混凝土的1/3;抗拉强度则可提高10～15倍;抗弯强度增加5倍多。采用碳纤维混凝土可使建筑物的钢材用量减少     

基于BP神经网络模型的纤维编织网增强自应力混凝土膨胀量预测方法

为预测纤维编织网增强自应力混凝土的膨胀量,基于BP神经网络建立模型,模拟其膨胀量与纤维编织网Tex含量、养护龄期之间的关系。通过48块纤维编织网增强自应力混凝土试件验证模型的准确性及适用性,BP神经网络预测结果与试验数据之间的误差小于1.78%,两者吻合较好,为定量描述纤维编织网增强自应力混凝土膨胀量提供一种新的方法。     

预应力碳纤维编织网与混凝土界面粘结性能研究

为研究纤维编织网与混凝土基体界面粘结性能,配制了与纤维编织网性能相适应的高性能混凝土,并采用德国斯图加特大学提出的拉拔试验方法,对纤维编织网增强混凝土薄板中纤维束与混凝土进行粘结性能试验,试验表明,对纤维编织网浸胶和对纤维束施加预应力后,能明显改善混凝土与纤维编织网之间的界面粘结性能,同时根据试验结果,提出了简化的粘结滑移三线段本构模型。     

基于改性磷酸盐水泥的CFRP网格加固钢筋混凝土板的受弯试验

采用碳纤维(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)网格增强无机改性磷酸盐水泥基材料(Magnesium Phosphate Cementitious,简称MPC)加固钢筋混凝土板,MPC是对磷酸盐水泥在配合比和矿物掺合料两个方面进行改性优化,该加固方法充分利用了MPC具有早期强度高、低收缩、与旧混凝土黏结力强、良好的耐久性、防火防老化等优点。主要开展了CFRP网格增强MPC水泥基体加固混凝土板的抗弯试验,试验结果表明,破坏模式为混凝土板与加固层界面的剥离破坏;加固后板的开裂荷载提高了133%,极限荷载提高了108%。CFRP网格增强无机磷酸盐水泥基体复合材料加固技术不仅能够有效地提高混凝土板的抗弯承载力,还可以提高构件的刚度和抗裂性能。     

碳纤维布约束混凝土应力-应变全曲线的试验研究

在合理评定碳纤维布有关力学指标的基础上 ,进行了碳纤维布约束混凝土的受压性能试验。根据试验研究了碳纤维布使用量对普通混凝土抗压强度和变形性能的影响。试验研究发现 :试件包裹碳纤维布后可以提高混凝土的抗压强度 ,并可有效地改善混凝土的变形性能 ,其效果随碳纤维布用量的增加而增大 ;在碳纤维布用量相同的情况下 ,分条包裹的效果要优于整条包裹的效果 ,即碳纤维布在实际工程应用中有个利用效率的问题。将碳纤维布用量折换成等效箍筋用量 ,同时根据理论分析和试验结果提出了碳纤维布约束混凝土的受压应力 应变全曲线方程     

用于纤维编织网增强混凝土的自密实混凝土

配置了一种适用于纤维编织网增强混凝土结构的自密实混凝土,对其进行了自密实能力和力学性能的试验.结果表明:这种自密实混凝土具有良好的工作性能和力学性能,完全可以用来作为纤维编织网增强混凝土的基体.     

碳纤维织物增强磷酸盐水泥加固钢筋混凝土板的抗弯性能

磷酸盐水泥(MPC)是一种新型无机胶凝材料,具有早强快凝且时间可调、与旧混凝土的黏结性能优异、收缩小等优点;采用碳纤维网格织物增强可以改善其韧性。分析了MPC基体厚度、碳纤维织物层数和水灰比等主要因素对纤维增强磷酸盐复合材料加固性能的影响规律。研究结果表明:碳纤维织物增强MPC抗拉强度是相应基体的3. 14倍;加固钢筋混凝土板时,随着设置于加固板底的碳纤维网格织物层数与加固层厚度的增加,加固板的受弯开裂荷载与极限承载力得以显著提高,分别为262%和148%。提出了关于碳纤维织物增强MPC加固钢筋混凝土板开裂荷载、极限荷载的理论计算模型,理论值与试验值较为符合。     

碳纤维布加固预应力空心板承载力与延性试验分析

本文通过7块足尺寸预应力混凝土空心板粘贴碳纤维布后,在均布荷载作用下的试验,进行了抗弯承载力和位移延性的研究。提出了碳纤维布加固预应力混凝土空心板延性的概念和计算方法,分析了碳纤维布不同粘贴方式、不同粘贴量对承载力和延性的影响,可以得出如下结论:碳纤维布加固预应力混凝土空心板可有效提高承载力,提高程度达48%~109%;粘贴碳纤维布后预应力混凝土空心板在预应力钢筋屈服后,其跨中挠度增长显著,显示出较好的延性。     

碳纤维增强复材-混凝土密拼双向叠合楼板静载试验研究

为了解决装配式混凝土双向叠合板的预制底板需要预留外伸钢筋,现场设现浇带接缝方式施工效率低、成本高的问题,在普通密拼接缝的研究基础上提出了板底跨缝粘贴碳纤维增强复材条带的密拼接缝方式。通过6块四边简支的矩形单缝密拼双向叠合楼板静载对比试验,从受力特点和破坏形态、承载特性、变形能力三个方面研究了碳纤维增强复材-混凝土密拼双向叠合板的受弯性能。研究结果表明：四边简支的密拼混凝土叠合板均能实现双向传力,未出现拼缝处裂缝集中的现象;碳纤维增强复材有效参与截面受力,对提高构件的开裂荷载、使用状态试验荷载值贡献明显,能使叠合板抗弯刚度提高25%,对板底拼缝的约束作用非常明显;使用聚合物砂浆填充板缝可增强结构整体性,使叠合板抗弯刚度提高23%,减小板底拼缝宽度增加量。     

带纤维锚具的碳纤维复材与混凝土界面黏结性能试验研究

为了深入理解纤维锚具对纤维增强复合材料(简称"复材")与混凝土界面黏结性能的影响,对梁底面黏结碳纤维复材的13根预置裂缝梁进行了试验,研究了锚具样式、锚具纤维用量及锚具分布三个因素对碳纤维复材与混凝土界面黏结性能的影响。试验结果表明:不同锚具样式中刚性锚具的锚固效果优于柔性锚具,且前者可更有效提高碳纤维复材的材料利用率;增大锚具纤维用量及布置多个锚具均可提高碳纤维复材与混凝土的界面黏结能力,有效约束裂缝张开位移;锚具布置位置距碳纤维复材自由端过近将影响锚具和碳纤维复材与混凝土黏结界面的协同受力,降低锚具的锚固效果,因此该距离不宜小于碳纤维复材的有效黏结长度。     

纤维编织网增强混凝土的研究进展及应用

纤维编织网增强混凝土(TRC)是一种新型的纤维增强水泥基复合材料,它是纤维编织网与精细混凝土的结合。系统介绍纤维编织网与精细混凝土的界面性能、TRC基本力学性能和耐久性能、TRC用于结构加固修复的特点和TRC加固板、梁、柱等构件的力学性能、纤维编织网联合钢筋增强混凝土的抗弯性能及TRC在工程实际中的应用。最后,结合国内外的研究现状提出该研究领域中有待进一步研究的问题。     

体外预应力碳纤维布加固钢-混凝土组合梁的试验研究

本文主要研究体外预应力碳纤维板加固钢-混凝土组合结构简支梁桥的力学性能。从顶杆间引入碳纤维板预应力筋,既能对主梁施加预应力,又能在主梁底端提供一个向上的顶升力,减小原结构的挠度。因此,通过顶杆间引入碳纤维板预应力筋,可以提高加固施工的速度和效率。通过缩尺模型静力试验,研究了碳纤维布用量、预应力筋尺寸、顶杆数量等参数对组合梁刚度和承载力的影响。在张拉组合梁的弯曲试验中,通过增加预应力水平和CFRP板数量,有效提高了组合梁截面的弯曲惯性矩,对组合梁屈服承载力和极限弯曲承载力的加固效果提升明显,并且加固试件仍具有良好的韧性。对于第三个组合梁,使用15%预应力水平和3 mm厚度的CFRP板进行加固时,其极限承载能力提高了47.9%,下翼缘的屈服荷载提高了39.8%,弹性阶段的刚度提高了21.66%。