玄武岩纤维复合筋与混凝土的粘结性能试验

玄武岩纤维复合筋(BFRP)是以玄武岩纤维为增强材料,以合成树脂为基体的一种新型非金属复合材料,具有高强、轻质、耐碱、耐酸腐蚀等优异的物理化学性质,工程运用前景广泛.该文探讨了不同试验温度、混凝土强度等级对BFRP、钢筋与混凝土的粘结强度的影响,结果表明,BFRP具有轻质、高强的特点,拉伸性能优异,但断裂伸长率较低,表...     

钢/BFRP混杂配筋混凝土梁受弯性能试验研究

纤维增强复合(FRP)筋已成为混凝土结构中替代钢筋的一种实用建筑材料。然而,FRP筋的脆性大大降低了纯FRP筋增强混凝土梁的延性。为了提高FRP筋增强混凝土梁的抗弯延性,同时保留其高强度的特性,在混凝土结构中将钢筋与FRP筋混合使用,组成钢/FRP混杂配筋混凝土梁。为了研究不同配筋率的混杂配筋梁的受弯性能,文章制作并测试了3种配筋形式的混凝土梁,包括1根普通钢筋混凝土梁。1根玄武岩纤维复合(Basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋增强混凝土梁和3根钢筋与BFRP筋混杂配筋梁,并对其受弯性能进行试验研究。研究的主要参数为配筋率和BFRP与钢筋的面积比。试验结果表明:钢/BFRP混杂配筋混凝土梁在极限承载力和耐久性等方面要优于普通钢筋混凝土梁;与纯FRP筋增强混凝土梁相比,钢/BFRP混杂配筋混凝土梁具有更高的延性和更好的使用性能。钢筋的加入可以提高钢/BFRP混杂配筋混凝土梁的抗弯延性。     

短龄期新老混凝土粘结强度等效系数

试验采用3种粘结剂对3种混凝土进行粘结,以劈拉强度作为评价指标,将这3种粘结剂对混凝土的粘结效果进行对比,旨在找出3种混凝土中最适宜使用粘结剂的混凝土。另外首次提出了新老混凝土粘结强度新的评价指标——粘结强度等效系数β(某种混凝土粘结劈拉强度与同种混凝土基准试件劈拉强度的比值),并以β值作为指标对这3种混凝土进行对比。通过对粘结强度等效系数的对比可得3种界面粘结剂用于普通硅酸盐水泥配制的混凝土的粘结效果均优于其它2种水泥配制的混凝土的粘结效果,普通硅酸盐水泥配制的混凝土在新老混凝土粘结试验中对界面粘结剂的适用性最强,其28 d的粘结强度最大值可以达到混凝土基准试件劈拉强度的0.86,粘结效果最佳。     

碱骨料反应过程中混凝土微裂纹结构演化规律研究

本文研究了混凝土碱骨料反应(alkali-aggregation reaction,AAR)过程中混凝土性能及其内部微裂纹结构的演化规律。对60℃加速养护不同龄期的AAR劣化混凝土试件进行了宏观性能测试和微裂纹定量分析研究。采用荧光环氧浸渍法制备AAR劣化混凝土的微观分析切片,基于数字图像处理技术定量分析微裂纹的结构特征。研究结果表明,发生碱骨料反应的混凝土试件的弹性波波速、劈裂抗拉强度、相对动弹模量均随着混凝土膨胀率的增加而减小;AAR劣化混凝土试件内部微裂纹的长度密度随着膨胀率的增加而增大,且微裂纹主要分布在界面过渡区,混凝土宏观性能的衰减与其内部微裂纹结构的变化密切相关。     

新老混凝土粘结面的抗冻剪切性能试验研究

本文通过162块新老混凝土粘结Z形剪切试件的试验，研究了冻融循环对新老混凝土粘结面剪切性能的影响。试件在温度～18℃．8℃范围内经受了0、5、10、15、20和30次的冻融循环。分析了新老混凝土粘结面冻融损伤破坏的机理和冻融循环次数、界面处理方法、界面剂的类型以及新老混凝土的强度等对粘结面粘结剪切强度的影响。研究表明，在冻融循环作用下，新老混凝土粘结剪切强度随冻融循环次数的增加急剧下降，冻融30次时，所试验的试件几乎全部从粘结面冻融破坏。粘结剪切强度的下降是由于新老混凝土本身强度的下降和粘结剂强度的下降以及粘结面的损伤等共同作用的结果。     

带凹槽的新老混凝土粘结面渗透性能试验研究

采用新老混凝土复合圆台柱体粘结试件,对72个带凹槽的老混凝土粘结面与新混凝土粘结的渗透性进行了试验研究。主要考察了凹槽宽度、界面剂等对粘结面渗透性能的影响,并对粘结面的等效水力隙宽、渗透系数以及渗透规律进行了初步探讨。结果表明,在老混凝土表面刻槽,可提高新老混凝土粘结面的抗渗性能;界面剂可改善粘结面的抗渗性能。粘结面的等效渗透系数约为1.94×10-8～4.03×10-9cm/s。     

用劈裂试验方法评价新老混凝土粘结面的抗冻性能

采用新老混凝土粘结立方体试件。通过快速冻融试验探索新老混凝土粘结面在水饱和状态下。冻融循环次数、粘结面粗糙度和界面剂类型对粘结面劈裂抗拉强度的影响。先冻后粘结试件经受冻融循环的次数为0、25、50、75、100和125，先粘结后冻融试件经受冻融循环的次数为0、5、10、15、20、25和30，界面的粗糙度为0．23mm-6．9mm，界面剂采用水泥净浆、水泥砂浆和掺加10％UEA膨胀剂的水泥浆。试验表明。无论是先冻融后粘结还是先粘结后冻融的新老混凝土粘结试件。其粘结面的劈裂抗拉强度均随冻融循环次数的增加而降低。表现为冻融初始阶段的缓降和冻融循环一定次数后的陡降。特别对先粘结后冻融试件。其下降程度更加明显；粘结面的粗糙度和界面剂对粘结劈裂抗拉强度也有不同程度的影响。而对界面剂和新混凝土中掺加引气剂的对比试验表明，引气剂可明显提高新老混凝土粘结面的抗冻性能。     

喷射UHTCC与混凝土界面的Ⅱ型断裂试验研究

使用喷射超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)加固和修补水工混凝土结构具有广阔的应用前景。为评估加固效果,采用喷射UHTCC和既有混凝土制备成的两端无切口剪切型断裂复合试件,开展单边加载剪切型断裂试验,测试两种材料的界面剪切型断裂韧度。对既有混凝土表面分别采用高压水枪冲洗、人工凿毛和涂抹界面剂三种不同的处理方法,并对比研究喷射UHTCC和浇筑UHTCC两种施工工艺,探究不同因素对复合试件界面剪切型断裂韧度的影响。试验结果表明:喷射UHTCC与既有混凝土之间黏结性能良好;界面粗糙度对界面剪切型断裂韧度无显著影响;涂抹界面剂会使界面剪切型断裂韧度显著下降;喷射UHTCC制备的复合试件其界面剪切型断裂韧度高于浇筑UHTCC制备的复合试件。喷射UHTCC技术可对水工混凝土结构进行有效的加固和修复。     

FRP复合材料与混凝土界面粘结耐久性能研究

FRP材料与混凝土之间的界面粘结性能是影响FRP增强混凝土结构的物理力学性能的重要因素.在实际工程应用中,FRP-混凝土复合材料可能会暴露于各种恶劣的侵蚀环境,导致整体结构粘结性能的变化.主要评述了近年来国内外在FRP复合材料与混凝土粘结界面耐久性能方面的研究成果,重点分析了环境pH值、冻融循环、高温、干湿循环、碳化及紫外线照射等因素对其粘结物理力学性能的影响机理,并就有待解决的研究问题提出了一些看法.     

往复荷载下AFRP-混凝土界面性能研究

纤维增强聚合物(FRP)加固钢筋混凝土结构的性能依赖于FRP片材与混凝土之间的有效粘结.尽管已有大量实验对FRP-混凝土界面性能进行了研究,但是研究主要集中在静态荷载,对动态荷载下的FRP-混凝土界面性能研究较少.通过模拟地震荷载,对往复荷载下芳纶纤维增强聚合物(AFRP)片材与混凝土界面的动态界面性能进行了试验研究....     

湿热环境对BFRP筋拉伸性能的影响

在海洋工程中,海水中Cl-、SO42-和Mg2+会侵蚀进入钢筋混凝土内部,造成混凝土的膨胀破坏,严重影响混凝土结构的耐久性.BFRP筋具有优良的耐腐蚀性能,可以避免钢筋锈蚀带来的耐久性问题,因而在海工混凝土领域具有广阔的应用前景.该文研究了湿热环境下BFRP筋的吸水性能,并探讨了BFRP筋在蒸馏水、碱溶液和海水中浸泡不同龄期的拉伸性能变化规律.试验结果表明:湿热环境下,BFRP筋在蒸馏水和碱溶液中的吸水过程分为两个阶段,浸泡早期BFRP筋的吸水速率快速增加,后期吸水速率减慢.在蒸馏水、碱溶液和海水中浸泡,BFRP筋的拉伸性能随浸泡温度和浸泡龄期的增长而逐步下降,且随着温度的提高,下降幅度较大.在海水浪溅区暴露半年之后,BFRP筋的拉伸性能基本保持不变.     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土偏心受压柱的试验研究

为研究粘贴玄武岩纤维布(BFRP)的钢筋混凝土矩形偏心受压柱的力学性能,制作了9根粘贴玄武岩纤维布(BFRP)的钢筋混凝土矩形偏心受压柱。通过考虑纵向纤维布的层数、横向纤维布的宽度、间距、层数等不同参数的变化,分析探讨了加固前后柱的破坏形态、承载力及延性。结果表明:纵向受拉侧粘贴BFRP可以明显提高构件的承载力,但不能明显改善柱子的延性。若加上横向纤维箍后,却能极大地改善柱子的力学性能。而且在相同加固量情况下,条带分条宽度越小、加固净距越小,加固效果越明显。最后还提出BFRP加固钢筋混凝土偏压柱的理论计算公式。     

合成纤维及其在混凝土配合比设计中的关键技术

合成纤维混凝土已在水利工程中得到了广泛的应用，它已成为水利工程水泥基复合材料的未来发展方向。在试验研究的基础上，着重介绍了合成纤维的主要品种、性能、混杂纤维混凝土及纤维增强机理，并讨论了合成纤维混凝土没计和配置中关键性技术问题。     

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。     

洪家渡水电站面板混凝土防裂措施研究及其应用

通过对洪家渡水电站面板堆石坝面板混凝土的原材料、配合比、施工工艺以及结构等方面进行的防裂措施研究,推荐选用了合适的混凝土水胶比和较大掺量的优质粉煤灰;水泥选用自身体积收缩小的品种,掺用补偿收缩材料以及聚丙烯纤维;施工上尽可能降低坍落度,加强养护;结构上研究了面板的合理配筋率和配筋位置,并采取降低对面板混凝土的约束等措施.实践证明,取得了很好的防裂效果.     

钢纤维混凝土面板堆石坝的抗震性能数值分析

混凝土面板的损伤开裂是威胁面板堆石坝安全的重要因素,纤维混凝土是减小面板开裂的工程措施之一。本文将钢纤维混凝土的本构关系引入到了塑性损伤模型中,并联合广义塑性模型,对200 m级的面板堆石坝进行了弹塑性地震反应分析,分别研究了钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的动力损伤及发展过程,并考虑了不同钢纤维含量的影响。结果表明,塑性损伤模型可以较好地模拟钢纤维混凝土的应力-应变关系;钢含量相同时,钢筋混凝土面板和钢纤维混凝土面板的损伤区域均在2/3坝高以上;相比于钢筋混凝土面板,钢纤维混凝土面板地震损伤程度降低了18%,损伤范围减小55%;钢纤维含量从70 kg/m3增加到110 kg/m3后,钢纤维混凝土面板的损伤程度降低14%,损伤范围减小80%。研究结果对钢纤维混凝土应用于强震区面板坝的面板抗裂和提高大坝极限抗震能力提供了依据。     

珊溪水库工程喷射钢纤维混凝土的试验研究

喷射钢纤维混凝土是我国近几年发展起来的一种新型材料，它具有耐磨、抗拉和抗剪性能强的优点，中国水利水电第十二工程局施工科研所珊溪试验室为珊溪水库工程的引水系统进水明渠内侧边坡的喷射钢纤维混凝土的配合比设计进行了水泥、钢纤维、骨料、拌和水、混凝土级配的全面试验。在满足各项设计指标的前提下，经济合理地确定了各种组成材料的用量；确定了喷射钢纤维混凝土的配合比：水：灰为０．４５２，砂率为５２％，钢纤维ＳＦ０     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

复掺纤维和粉煤灰的面板混凝土性能研究

为了考察纤维和粉煤灰对面板混凝土力学性能和体积稳定性的影响,试验研究了复掺粉煤灰和纤维的面板混凝土力学性能、干缩性能以及早期抗裂性能,并与基准混凝土进行了对比。结果表明:复掺粉煤灰和纤维,可以同时发挥粉煤灰混凝土后期强度增长快的特点以及纤维抗裂增韧的效果,复掺粉煤灰和纤维的混凝土90 d龄期抗压强度接近基准混凝土,28 d和90 d劈拉强度和极限拉伸值超过基准混凝土。纤维和粉煤灰可以约束混凝土的干缩,复掺粉煤灰和纤维的混凝土干缩率明显低于基准混凝土干缩率。复掺纤维和粉煤灰减少了水泥浆体和混凝土早期的收缩,并抑制了裂纹的产生和发展,从而提高了硬化水泥浆体和混凝土的抗裂能力。