纤维聚合物筋混凝土梁正截面性能的试验研究

进行了 6 2根截面尺寸分别为 130mm× 180mm× 180 0mm、2 0 0mm× 30 0mm× 3 30 0mm、2 0 0mm× 45 0mm× 3 30 0mm和 2 0 0mm× 5 5 0mm× 3 30 0mm的纤维聚合物筋混凝土梁的弯曲试验 ,重点研究了纤维聚合物筋类型、配筋率对梁的裂缝间距、宽度和分布 ,弯曲刚度和挠度、破坏形式和承载能力的影响。     

玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能试验与分析

为了研究玄武岩纤维混凝土(BFRC)与钢筋粘结锚固性能,对18个中心拔出试件和9个梁式试件进行加载试验,获得各级荷载下加载端、自由端滑移量及钢筋应变,得到了粘结应力-滑移曲线和粘结应力沿锚固长度的曲线分布。试验结果表明:随着玄武岩纤维的掺入,钢筋与混凝土粘结锚固性能未表现出有利影响,极限粘结强度有所降低;掺入长度为25mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度优于掺入长度为15mm纤维的混凝土与钢筋的极限粘结强度;混凝土强度的提高有利于改善玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结锚固性能,混凝土相对保护层厚度对粘结锚固性能影响不大;锚固钢筋的应变曲线整体呈下凹形,沿锚固长度逐渐递减;粘结应力沿锚固长度呈多峰曲线;基于试验数据建立的玄武岩纤维混凝土与钢筋粘结应力-滑移本构关系可以为玄武岩纤维混凝土的理论与工程设计提供参考依据。     

BFRP筋与薄层混凝土粘结性能研究

研究覆膜蒸养后玄武岩纤维增强塑料BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer)筋与夹芯保温墙板保护层混凝土的粘结性能,采用正交试验方法,考虑混凝土强度、保护层厚度及粘结长度3因素在不同水平下的影响,将BFRP筋混凝土试件蒸养8 h后再各标养3 d及28 d,对其进行中心拉拔试验,研究粘结强度随影响因素变化的规律,采用多元线性回归法对BFRP筋混凝土试件3 d及28 d粘结强度进行回归。结果表明:粘结长度是影响试件粘结强度最显著的因素,混凝土强度次之,保护层厚度影响较小,且3 d和28 d变化规律一致;试验的最佳组合是混凝土强度等级为C30,保护层厚度为40 mm,粘结长度为20 mm;回归公式为不同混凝土强度、保护层厚度和粘结长度下试件不同龄期的粘结强度值提供理论参考。     

大直径高强预应力钢绞线与混凝土粘结锚固性能试验

为研究大直径、高强预应力钢绞线与混凝土及灌浆料的粘结锚固性能,以相对锚固长度、相对保护层厚度和箍筋间距为参数,对30个拉拔试件、3根钢铰梁试件进行试验研究,获得了拉拔试件、梁式试件的粘结应力-滑移曲线等数据。试验结果表明:各参数相同条件下,梁式试验得到的粘结应力小于拉拔试验得到的粘结应力;随着锚固长度的增加,极限粘结应力有所下降;相对保护层厚度越大极限粘结强度越大;减小箍筋间距能提高钢绞线与混凝土的粘结性能。     

纤维高强混凝土弹性模量的试验研究

通过 12 6个 15 0mm× 15 0mm× 30 0mm、6 3个 15 0mm× 15 0mm× 15 0mm高强混凝土和纤维高强混凝土试件的抗压试验 ,研究了纤维类型和体积率对高强混凝土弹性模量的影响以及弹性模量与立方体抗压强度的关系 ,在讨论高强混凝土弹性模量计算公式的基础上 ,提出了纤维高强混凝土静压弹性模量的计算公式 ,该公式计算值与试验结果符合较好     

芳纶纤维塑料筋混凝土的粘结性能试验研究

通过27个拉拔试件和16个梁式试件的试验结果,分析了芳纶纤维塑料筋的粘结锚固性能和破坏模式,较为系统地探讨了混凝土强度、埋长、直径、箍筋配置等因素对粘结强度的影响。     

全轻混凝土的钢筋粘结锚固性能试验研究

通过对22组全轻混凝土分别与HPB300光圆钢筋和HRB500带肋钢筋粘结锚固试件的拉拔试验,探讨两种不同钢筋类型对全轻混凝土粘结性能的影响。研究表明:与普通混凝土类似,影响全轻混凝土与HRB500钢筋的粘结锚固性能主要因素为混凝土强度、保护层厚度、配箍率、锚固长度,影响全轻混凝土与HPB300钢筋的粘结锚固性能主要因素为混凝土强度和锚固长度;相同强度等级下,全轻混凝土的粘结锚固性能并不比普通混凝土差,在相同配箍率下甚至优于普通混凝土,但变形大于普通混凝土;全轻混凝土沿锚固长度粘结应力分布与普通混凝土基本一致。     

FRP筋大型粘结式群锚体系试验研究

本文开发了一种以超高性能水泥基材料活性粉末混凝土(RPC-Reactive Powder Concrete)作为粘结介质锚固多束碳纤维增强塑料(CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)预应力筋的粘结式锚固体系。制作了一组采用9根直径12.6mm的CFRP筋作为预应力筋的CFRP筋-锚具组装件GA12-9,通过张拉试验研究了其力学性能。试验中观测了多束筋材受力的不均匀特征,最终多束筋材发生粘结破坏。研究证明,群锚试件特有的不均匀性会降低其承载能力,研究确定了承载能力折减系数。同时,本文确定了适用于单根、多根CFRP筋粘结锚固体系的粘结强度以及临界锚固长度的预测公式,与试验结果吻合良好。研究证明,采用9根抗拉强度约2300MPa的带肋CFRP筋作为预应力筋,以强度为130MPa的RPC作为粘结介质,筋材间净距设置一倍筋直径,需要25倍筋材直径锚固长度能够提供其有效锚固。     

火灾高温下GFRP筋和混凝土粘结性能试验研究

为了研究火灾环境中不同温度下纤维增强塑料(FRP)筋和混凝土之间粘结性能的变化以及火灾后FRP筋和混凝土之间的残余粘结性能,以玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋为例,对34组共120个混凝土棱柱体粘结试件进行了火灾高温时GFRP筋和混凝土之间粘结性能的试验研究,试验主要考虑了温度、混凝土强度和粗骨料粒径的影响,得到了高温中和降温后GFRP筋和混凝土之间的粘结强度以及GFRP筋的锚固长度。试验结果表明,随温度的升高,粘结性能会随之下降,当温度下降至室温后,其粘结性能会得到恢复。这些试验结果可以应用于GFRP筋增强混凝土结构抗火设计中。     

新老混凝土粘结抗折性能研究

选取1年以上龄期的老混凝土制成新老混凝土粘结抗折试件(试件尺寸150mm×150mm×550mm,试件数量一百多块).选用四种界面处理方法处理得到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型不同的粘结面.选用三种不同的水泥浆类界面剂水泥净浆,快硬铁铝酸盐水泥浆,掺10%U型膨胀剂的水泥浆.新混凝土选用普通硅酸盐水泥混凝土,尼龙纤维混凝土,钢纤维混凝土,快硬铁铝酸盐水泥混凝土.考虑上述影响因素进行了系统的新老混凝土粘结抗折性能的试验研究,并阐述了粘结机理.     

钢筋-地聚物混凝土黏结性能梁式试验研究

通过10根钢筋-地聚物混凝土梁式试件的拉拔试验,研究了箍筋间距、拉拔钢筋黏结长度对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响。结果表明：当箍筋间距从150mm减小至100mm时,钢筋-地聚物混凝土之间的黏结强度增加较少,但是试件的延性明显提高;随着黏结长度增加,试件由黏结破坏变为受弯破坏;对于直径d=18mm的拉拔钢筋(变形钢筋),7d的黏结长度可使其在钢筋-地聚物混凝土界面黏结破坏前屈服。将试验结果与已有文献中的钢筋-普通水泥混凝土梁式拉拔试件以及钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件的试验结果进行比较后发现,所制备的地聚物混凝土与钢筋之间的黏结强度不低于相近试验条件下普通水泥混凝土与钢筋之间的黏结强度;采用梁式拉拔试验测得的钢筋与地聚物混凝土之间的黏结强度高于相同试验参数下采用中心拉拔试验获得的黏结强度。     

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.     

地聚物混凝土与钢筋黏结性能研究

对24个钢筋-地聚物混凝土黏结试件进行中心拉拔试验,分析钢筋与地聚物混凝土的黏结 破坏机理,考察地聚物混凝土抗压和劈裂抗拉强度、钢筋类型、钢筋直径、混凝土保护层厚度 及钢筋黏结长度等因素对钢筋-地聚物混凝土黏结性能的影响,并与钢筋-普通水泥混凝土之间 的黏结性能进行比较。实验结果表明,当钢筋的黏结长度为5d时,相对保护层厚度c/d =3.67为 变形钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件破坏模式由拔出破坏向劈裂破坏转变的临界点;对于d=14 mm的钢筋-地聚物混凝土中心拉拔试件,9d的钢筋黏结长度可使钢筋屈服先于钢筋拔出或混凝土 劈裂发生。基于实验结果,还建立了变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移本构模型,采用该模 型计算得到的不同直径的变形钢筋-地聚物混凝土的黏结-滑移曲线与实测曲线接近。     

钢筋-中高强度再生混凝土黏结滑移性能梁式试验研究

为研究钢筋与再生混凝土黏结滑移性能,进行了13个梁式试件的钢筋-中高强度再生混凝土黏结性能试验。研究了钢筋外形、锚固长度、混凝土强度、再生骨料取代率对钢筋-再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明：再生粗骨料混凝土取代率为33%~66%、细骨料为天然砂时,钢筋-再生混凝土黏结强度与普通混凝土接近;再生粗骨料取代率100%、再生细骨料取代率50%以上时,钢筋-再生混凝土黏结性能明显退化;与普通混凝土相比,再生粗骨料混凝土的相对混凝土强度黏结效率系数有所提高;变形钢筋与再生混凝土的黏结强度明显好于光圆钢筋;钢筋与再生混凝土的黏结强度随钢筋相对锚固长度增大而减小;拟合所得的黏结-滑移本构模型,其计算值与试验值吻合良好。     

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。     

HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱抗震性能研究

为研究HRB600级钢筋高强高性能混凝土柱的抗震性能，进行了6根大尺寸方形截面(600mm×600mm)混凝土柱在高轴压比条件下的低周反复荷载试验，包括2根HRB600级钢筋普通高强混凝土柱和4根HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱，对比分析了各试件的破坏形态、滞回性能、承载力、刚度退化规律、延性和耗能能力。在试验基础上建立了HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的恢复力模型。研究结果表明：钢纤维可以减小高强混凝土柱的裂缝宽度，有效防止混凝土保护层脱落，减小柱的残余变形，提高柱的震后恢复性能；HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱的变形能力良好，随着钢纤维掺量的增加，高强混凝土柱的位移延性系数逐渐增大；基于试验数据建立的HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土柱恢复力模型计算精度良好；该类型柱可较好地满足现行抗震设计规范要求，宜于推广应用。     

受压轻型钢-加气混凝土-钢组合墙体的结构性能

由试验结果和分析结果介绍了一种由2层薄壁钢板中夹轻质加气混凝土(LFC)组成的墙体结构在轴向压力作用下的结构性能。试验中的试件尺寸为400mm×400mm×100mm,共制作了2组共12个试件。这些试件有6个不同的参数:不同钢板厚(0.4mm和0.8mm),三种边界条件。LFC的密度为1000kg/m3。试验结果包括破坏模式、最大荷载和沿垂直于力作用方向的应变反应。在分析中,假定钢板与LFC不产生相对滑移,并且LFC能有效阻止钢板的向内屈曲。对钢板运用了屈曲后有效宽度的方法计算试件的承载能力并与试验结果进行了对比。研究发现结合Uy和Bradford的板局部屈曲系数与Liang和Uy的有效宽度方程的计算结果与试验结果能良好地吻合。最后,对这种新型组合墙体在低层建筑中的适用性和局限性作了可行性研究。     

奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结性能试验及有限元分析

通过11组33个奥氏体不锈钢筋混凝土中心拉拔试验,研究钢筋直径、保护层厚度、锚固长度、混凝土强度及配箍率对试件破坏现象、黏结应力-滑移曲线、极限黏结强度的影响,并与1组3个普通碳素钢筋混凝土试件、1组3个铁素体不锈钢筋混凝土试件进行对比,分析3种类型钢筋与混凝土黏结性能的差异。基于试验数据,统计回归出奥氏体不锈钢筋与混凝土黏结强度的计算公式。运用ABAQUS有限元分析软件,对不同锚固长度拔出试件进行非线性有限元模拟分析,并将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:奥氏体不锈钢筋与混凝土的极限黏结强度要略低于普通碳素钢筋,但略好于铁素体不锈钢筋;荷载-位移曲线和极限荷载值与试验所得结果吻合较好。     

带锚固板高强热轧钢筋与混凝土黏结锚固性能试验研究

为研究带锚固板高强热轧钢筋（HRB500、HRB600）与混凝土之间的黏结性能,设计了24组共120个试件,对其进行拉拔试验。试件主要变化参数为钢筋公称直径、钢筋屈服强度、钢筋的锚固长度、混凝土强度。通过在纵肋一侧槽底面粘贴应变片（间距为30mm）的实测值,获得了各级荷载下拉拔力在锚固段钢筋黏结力和端部锚固板承压力间的分配。基于试验结果,分析了钢筋锚固板的锚固长度与钢筋公称直径之比和钢筋屈服强度与混凝土抗拉强度之比对钢筋屈服时拉拔力在钢筋锚固段黏结力和端部锚固板承压力间的分配影响。试验结果表明,锚固板承压力与加载端钢筋屈服力的比值随钢筋锚固板的锚固长度与钢筋公称直径之比的增加、随钢筋强度与混凝土抗拉强度之比的减小而线性减小。基于试验结果,拟合得到了以两个影响因素为自变量的计算公式。     

一种改善新老混凝土修补界面长期性能的方法

修补后新老混凝土能否很好地共同工作 ,主要取决于新老混凝土的界面粘结性能。新老混凝土界面良好的耐久性是保证补强加固后混凝土耐久性的关键。研究了采用不同新混凝土和界面剂修补时界面的 7d、2 8d、12 0d、1a以及 3a龄期的粘结强度。研究结果表明 ,新混凝土采用高掺量粉煤灰混凝土 (4 0 % ) ,虽然界面的短龄期强度较低 ,但随着混凝土修补龄期的增长 ,界面粘结强度显著提高 ,尤其在使用粉煤灰砂浆界面剂时 ,界面的粘结强度增加更明显