混凝土强度对AFRP-混凝土界面性能的影响

由于城市轨道交通工程的发展,隧道和桥梁的建造数量也在增加。部分隧道、桥梁因为各种原因产生材料老化和结构损伤。芳纶纤维是良好的电绝缘体,更加适合修复地铁隧道等对电绝缘性要求较高的环境。依据日本混凝土结构加固用FRP(外黏纤维增强复合聚合物)片材试验规程JSCE 2001,采用双面剪切试验法研究了混凝土强度对AFRP(芳纶纤维)-混凝土界面性能的影响,得到了不同强度混凝土对AFRP-混凝土界面剥离承载力的影响,AFRP纤维片材表面应变分布情况,并对AFRP-混凝土界面黏结剪应力进行分析。     

碳纤维布-钢界面黏结性能试验研究

为研究碳纤维布-钢界面的黏结性能,进行了界面单剪试验,分析钢板表面粗糙度、碳纤维布层数以及碳纤维布宽度对界面剥离承载力、黏结剪应力和滑移量的影响,并测量了钢板表面粗糙度,对界面进行电镜扫描,以分析界面结合状态。试验表明,试件的破坏多发生于胶-钢界面,胶层与纤维在钢板的黏附量与钢板表面处理形式相关;界面极限剥离荷载随碳纤维布宽度和层数的增加呈非线性增长,喷砂试件界面剥离荷载达到最大值;喷砂能够有效增强胶层在钢板上的浸润性。     

无机黏结材料粘贴碳纤维加固混凝土梁受弯性能的试验研究

对5根混凝土梁进行受弯试验研究,比较分析采用不同胶体及不同纤维粘贴层数对碳纤维加固混凝土梁的承载力、刚度、延性、裂缝发展和分布以及破坏形态的影响。试验结果表明:试验采用的无机黏结材料MOC具有良好的黏结性能,能够用于粘贴碳纤维布加固补强混凝土构件;采用无机黏结材料粘贴碳纤维布后,加固梁的抗弯承载力明显提高,同时可以有效限制裂缝的开展,但加固梁的延性有所降低;随着碳纤维布粘贴层数的增加,加固梁的破坏模式由碳纤维布拉断破坏变为剥离破坏。     

玄武岩纤维布加固受损钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对11根玄武岩纤维布加固损伤钢筋混凝土梁对比试验,研究了玄武岩纤维布粘贴层数、混凝土表面凿毛和锚固类型对加固梁极限承载力、刚度和破坏形态的影响。试验结果表明:与未加固梁相比,玄武岩纤维布粘贴2~4层时,加固梁的极限承载力提高了41.26%~79.23%,极限承载力与粘贴层数之间不呈线性关系;粘贴5层时,会出现剥离破坏;混凝土表面凿毛可有效避免粘贴界面的剥离破坏,但对提高试验梁极限承载力和降低挠度影响较小;钢板螺栓联合锚固加固效果较好。     

AFRP加固钢筋混凝土梁的界面粘结剪应力

分析了粘贴芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁纤维与混凝土间剥离破坏的机理和导致这种破坏的主要原因,并且通过芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的静载试验结果,拟合出了纤维应变的分布曲线,找出了芳纶纤维布与钢筋混凝土梁之间的界面粘结剪应力的分布规律及影响界面粘结剪应力大小的因素,提出了避免剥离破坏的有效措施,可供实际工程参考.     

玄武岩纤维布与混凝土界面粘结强度影响因素研究

进行了共23个试件在同初始静载和不同加载速率下玄武岩纤维布与混凝土界面性能试验,分析了粘结强度的变化规律,建立了相应的最大剪应力和剥离承载力模型公式;试验结果表明,加载制度对BFRP与混凝土界面之间的粘结强度影响较大,随着初始静载比例的提高,试件最大剪应力比值、剥离承载力比值与初始静载比例呈线性下降关系;随着加载速率的提高,最大剪应力值和剥离承载力与加载速率比值的对数之间呈线性增加关系。文中还建议了纤维布在混凝土结构中的应用时应考虑的因素。     

芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能

通过3根芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁和1根基准混凝土梁的抗弯性能试验,研究了芳纶纤维布层数对加固混凝土梁的抗弯承载力、刚度和破坏特征的影响.试验结果表明,粘贴芳纶纤维布可以有效地提高被加固梁的抗弯承载力.根据不同的破坏模式,给出了芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力计算公式,计算结果与实测结果符合良好.     

SWR-PM加固层与混凝土界面黏结性能试验研究

进行了钢丝绳-聚合物砂浆（SWR-PM）加固层与混凝土的单面剪切试验,研究了混凝土强度、加固层黏结长度和加载端受压高度对试件破坏形态及剥离承载力的影响规律.结果表明：试件的破坏形态包括界面剥离破坏、混凝土拉剪破坏及混合破坏;界面剥离承载力随着黏结长度的增加而增长,直至黏结长度超过有效黏结长度后,剥离承载力才趋于稳定;试件的破坏荷载随着混凝土强度的增大而提高.建立了加固层黏结长度与界面剥离承载力的关系计算式,计算结果与试验结果吻合良好.     

湿技术条件下GFRP板-混凝土界面黏结性能试验研究

进行湿技术条件下GFRP板与混凝土界面黏结性能试验。在试验研究的基础上,建立预测界面黏结强度和黏结剪应力-滑移本构关系模型并与试验结果进行比较分析。试验结果表明,湿技术条件下试件的破坏层位于砂浆层,GFRP板上黏结有细骨料颗粒;混凝土浇筑时机、混凝土龄期及界面形式对界面剥离荷载影响显著。混凝土浇筑时机为30min时,界面剥离荷载达到最大值;剥离荷载随着混凝土龄期的增加而增大。计算结果表明,建立的预测模型与试验值吻合较好,可以有效地预测湿技术条件下界面的黏结强度和黏结剪应力-滑移关系曲线。     

温度对AFRP布配套粘结材料的力学性能影响研究

通过不同温度条件下(常温~100℃)的芳纶纤维布配套树脂类粘结材料与钢板、混凝土之间正拉粘结强度试验和芳纶纤维布加固素混凝土梁的受弯试验,研究了环境温度对AFRP布配套粘结材料的力学性能和界面粘结性能的影响。试验分析表明,当环境温度≤70℃时,AFRP布的配套树脂胶与钢板之间的粘结强度不会发生软化现象;当温度≤60℃时,AFRP布的配套树脂胶与底胶的粘结强度不会发生软化现象。     

CFRP加固钢筋混凝土梁裂缝基部剥离界面剪应力分析

CFRP的剥离是抗弯加固钢筋混凝土梁经常会出现一种早期破坏模式,这种破坏主要是由于裂缝基部附近的界面剪应力与正应力所造成.通过8根碳纤维板材抗弯加固钢筋混凝土梁的试验,主要研究裂缝基部纤维片材发生剥离时的界面剪应力.研究结果表明:在跨中等弯矩区,受拉区垂直裂缝的发生,导致裂缝基部的CFRP与混凝土间产生界面剪应力而剥离,其剪应力分布类似于钢筋与混凝土之间的锚固黏结应力分布,且最大剪应力位置逐步向远离裂缝转移的过程大致与CFRP剥离过程相一致,剪应力最大值与纤维层数、混凝土强度有关.     

AFRP加固标准砖砌体试件双剪试验

本文对27个芳纶纤维布(AFRP)加固标准砖砌体试件进行了双剪试验研究.试验结果表明,AFRP加固砖砌体的受剪极限承载力得到了明显的提高,其主要影响因素为有效发挥系数、摩擦系数以及AFRP布条带轴线与灰缝方向的夹角.理论分析表明AFRP布对砖砌体受剪承载力提供了直接和间接的作用,在此基础上提出了加固砌体的受剪承载力计算公式.     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受剪承载力试验研究

通过7根芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能试验,研究了芳纶纤维布的预应力水平及加固形式对混凝土梁抗剪承载力的影响。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固混凝土梁相比,其开裂荷载显著提高,屈服荷载与极限荷载明显提高;预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的抗剪承载力随着纤维布预应力水平的提高而增大。     

芳纶纤维塑料筋与混凝土之间的黏结强度

基于48个标准拉拔试验,对芳纶纤维塑料(AFRP)筋与普通C50混凝土、高性能C50混凝土、环氧树脂和水泥浆之间的黏结强度进行了比较系统的研究.结果表明:AFRP筋试件的破坏模式分为拔出破坏和劈裂破坏2种;破坏模式对AFRP筋黏结强度的影响不大;AFRP筋与混凝土的黏结强度约为变形钢筋与混凝土黏结强度的0.79~1.11倍;相比于高性能C50混凝土,AFRP筋与普通C50混凝土的黏结强度高10%左右;AFRP筋与环氧树脂的黏结强度较高,而与水泥浆的黏结强度则较低.最后,对AFRP筋与混凝土黏结强度的计算方法进行了探讨.     

带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术研究

开发带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术,给出带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土受弯构件的施工工艺,进行预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究,进行预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪及疲劳性能试验研究,进行温度对芳纶纤维布配套黏结材料的力学性能影响试验研究。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比,开裂荷载显著提高,屈服荷载、极限荷载、疲劳寿命及开裂后的抗弯刚度明显提高;使用环境温度在60℃以下时,芳纶纤维布的配套树脂胶与底胶的黏结强度不会发生软化现象。试验研究及分析表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术可显著改善混凝土受弯构件使用阶段的力学性能。     

带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术研究

开发带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术,给出带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土受弯构件的施工工艺,进行预应力芳纶纤维布的应力松弛损失试验研究,进行预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受弯、受剪及疲劳性能试验研究,进行温度对芳纶纤维布配套黏结材料的力学性能影响试验研究。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁与未加固的基准梁相比,开裂荷载显著提高,屈服荷载、极限荷载、疲劳寿命及开裂后的抗弯刚度明显提高;使用环境温度在60℃以下时,芳纶纤维布的配套树脂胶与底胶的黏结强度不会发生软化现象。试验研究及分析表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固技术可显著改善混凝土受弯构件使用阶段的力学性能。     

CFRP/GFRP混杂加固混凝土梁胶层界面应力有限元分析

建立了CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁有限元模型,采用数值方法研究了不同HFRP弹性模量、不同胶层厚度、不同胶层弹性模量下胶层的剪应力、正应力和混凝土梁底面的第一主应力变化情况.通过对比分析,研究这些参数对CFPR/GFRP混杂纤维布加固工程结构界面粘结力学性能的影响,揭示了胶层剪应力、正应力和界面混凝土第一主应力对纤维布剥离破坏的影响.     

基于不同黏结材的CFRP链-混凝土#br# 界面黏结性能试验研究

为研究碳纤维增强复合链(CFRP Strand Sheet)与混凝土的界面黏结性能,共制作8组共24个试件并进行拉伸双剪试验,观测各组试件的破坏形态和应变分布规律,分析CFRP链与混凝土界面的黏结破坏机理,研究不同黏结材的力学性能和CFRP链加固层数对CFRP链 混凝土界面的剪切应力传递和黏结性能的影响。研究结果表明：CFRP链与混凝土的双剪试件均为表层混凝土的剪切破坏,随着CFRP链加固层数的增加,试件的剥离承载力增大,而CFRP链最大应变和界面断裂能均减小;当采用环氧树脂(EP)为黏结材时,CFRP链的材料利用率较大,而采用聚合物水泥砂浆(PCM)为黏结材时,虽单层CFRP链与混凝土界面间具有较优的抵抗剥离能力,但双层加固时,CFRP链的材料利用率却大幅降低。基于现有FRP片材 混凝土的双线性黏结滑移模型,并考虑CFRP链加固层数和黏结材力学性能的影响,建立了相应的界面黏结-滑移模型。     

CFRP和GFRP混杂后与混凝土界面性能试验研究

为了研究GFRP(玻璃纤维)与CFRP(碳纤维)混杂后的界面性能,采用双面剪切的试验方式,进行了G/CFRP(混杂后纤维)与混凝土剥离承载力分析、应变分析以及粘结剪应力分析。试验表明:GFRP经过CFRP混杂后,可以有效地提高界面剥离承载力。G/CFRP-混凝土界面剥离有效粘贴长度在60mm左右,GFRP-混凝土界面剥离有效粘贴长度在80mm左右。     

芳纶纤维布约束混凝土圆形短柱抗压性能研究

以C30混凝土圆柱形试件为基体,对粘贴不同层数芳纶纤维布后的试件进行抗压试验,得到了其受压应力应变全曲线,探讨了不同层数纤维布对混凝土的增强效果以及应力应变关系的变化规律。结果表明,芳纶纤维布可大幅提高混凝土强度和变形能力,但随着层数的增加其增强幅度逐渐减小,且约束比与强度比间近似呈线性关系。