碳纤维机敏混凝土材料的研究与进展

碳纤维混凝土是在普通混凝土中均匀地加入短切碳纤维而构成的纤维增强水泥基复合材料，与普通混凝土相比，它不仅抗拉强度高、极限抗拉应变大，而且还具有温度和压力的自感知及电磁屏蔽等特性，是土木工程界新型的功能材料，在大型土木工程结构和基础设施的健康监测以及电子设备的电磁屏蔽等领域具有广泛的应用前景。     

混凝土导热-损伤耦合的理论与分形研究

混凝土失效机理为原始缺陷在载荷条件和腐蚀环境的作用下造成其损伤累积和性能劣化。由于混凝土破坏的混沌演化过程,为了表征混凝土单元不同损伤状态时的导热性能变化,采用主动式外热源激励和分辨率极高的红外成像仪捕捉其表面温度场,得到一系列红外热像图样本,分析和计算其分形维数,再用基于分形维数的损伤表征因子描述和表征混凝土不同损伤状态。涉及到混凝土导热一损伤耦合的理论研究和分形研究两大课题以及试验样本的提取。     

纳米碳纤维自密实混凝土的电阻特性

为了探讨纳米碳纤维自密实混凝土的导电特性及功能化的可行性,对其静态电阻进行了观测。在此基础上,测量纳米碳纤维自密实混凝土试件在单轴抗压试验、劈裂试验和抗弯试验中的实时电阻变化,分析讨论了在受力（拉压）情况下试件的电阻变化规律。试验结果表明,掺量适当的纳米碳纤维自密实混凝土的电阻率在半导体范围之内;在受拉、压作用时电阻变...     

碳纤维布加固损伤混凝土梁的疲劳性能试验

完成了粘贴碳纤维布加固在役损伤混凝土梁的疲劳试验。试验结果表明：损伤混凝土梁粘贴碳纤维布加固后的疲劳寿命可提高45％～60％，疲劳变形减少了25％～35％，梁的疲劳抗裂性能得到较大提高。因此，粘贴碳纤维布可以较大提高损伤混凝土梁的疲劳性能，延长损伤混凝土结构的使用寿命，为碳纤维布加固混凝土结构的长期疲劳性能研究提供了试验依据。     

连续损伤力学在碳纤维加固混凝土梁中的应用

探讨了损伤力学分析碳纤维加固混凝土构件的可行性,并通过损伤力学的方法对碳纤维加固混凝土梁进行了尝试,证明该方法对于混凝土的损伤及寿命预测可起到一定的作用。     

局部叠层碳纤维水泥基材料的应变电阻效应研究

将碳纤维加入普通混凝土中,普通混凝土便成为具有自诊断功能特性的智能混凝土.利用这些功能特性可望实现土木工程结构和基础设施的健康监测.使用连续碳纤维束取代传统碳纤维增强混凝土中的短切碳纤维,研究了局部叠层碳纤维水泥基材料三点弯曲梁在单调和循环拉应力作用下电阻的变化规律,分析了局部叠层碳纤维水泥基材料的应变-电阻效应,并与连续碳纤维水泥基材料应变-电阻效应作了比较.结果表明,局部叠层碳纤维水泥基材料的应变灵敏系数是连续碳纤维水泥基材料应变灵敏系数的近23倍,但稳定性要差一些;局部叠层碳纤维水泥基材料的电阻随着拉伸应变的增大而增大,随着拉伸应变的减小而减小,可望用于土木工程结构和基础设施的健康监测.     

融雪化冰用碳纤维混凝土的导电性能研究

阐述了将用于路面融雪化冰的导电性能优良的碳纤维混凝土的制作过程，特别说明了一种效果较好的电极的制作方法，并通过实验分析了该种导电混凝土电阻率与碳纤维的种类、电极大小的关系以及电阻随龄期及温度的变化情况，结果说明制作出的导电混凝土具有良好的性能，可用于工程实际。     

碳纤维混凝土抗冲击性能研究

参考美国ACI 544规定,利用自制落锤冲击试验装置,研究了碳纤维掺量和碳纤维长度对混凝土抗冲击性能的影响。结果表明:当混凝土中碳纤维含量达到1.4%时,抗冲击性能达到最优,继续增加碳纤维的含量,抗冲击性能反而有所下降;保持碳纤维掺量为1.4%不变,改变碳纤维的长度,得出当碳纤维长度为10 mm时,混凝土抗冲击性能最优;碳纤维在混凝土试块中起到增强、阻裂作用,使素混凝土的抗冲击性能得到了提高。     

碳纤维在混凝土结构物加固中应用研究

论述了碳纤维加固法的主要特征、构成材料的性能、设计原理及施工方法,介绍了碳纤维加固法在混凝土加固中的应用情况。碳纤维加固法是把碳纤维片含浸树脂系粘接剂合在混凝土构件的受力部位使之与基体合为一体,从而达到加固铁一种加因风板加固法相比,具有强度高、重量轻、施工简便、耐久性好等优良特性,可用于条件严酷、场下狭窄的混凝土结构的维修、加固工程中。     

碳纤维增强混凝土裂纹钝化的有限元模拟与实验研究

利用电沉积技术对碳纤维增强混凝土的裂纹尖端实施钝化，利用有限元定量地模拟了整个试件的电流密度分布状况，并证明在裂纹尖端和电极附近有电流密度集中现象．裂纹尖端附近的电流密度比混凝土试件上的电流密度高出了几百倍，沉积物最先沉淀在这些地方，使得裂纹尖端的曲率半径增大，最后达到阻止裂纹的进一步扩展甚至将其修复的目的．实验验证了这一点，表明利用电沉积技术对碳纤维混凝土实行裂纹尖端钝化是一种行之有效的方法。     

碳纤维水泥基复合材料的电力效应研究

通过试验研究了碳纤维水泥基复合材料(CFRC)的电力效应，在外加的直流电场作用下，试样产生变形．研究表明，电力效应主要由孔隙内电解质水溶液的电渗作用引起。而电热效应引起的热膨胀影响是次要的；与素水泥净浆相比，产生同一量级的应变，CFRC所需的电场远比素水泥净浆所需的电场小．这一研究对开发CFRC的作用功能具有重要意义．     

Experimental Study on Electric Properties of Carbon Fiber Reinforced Concrete

According to the phenomenon that the physical properties have,a great effect on the electric capability of carbon fiber reinforced concrete, the author researched the relationship between DC resistance of carbon fiber reinforced concrete and curing age using the two-probe method. Then the effect of insulative area, location and quantity on DC resistance of carbon fiber reinforced concrete was investigated at different curing age with analysis of hydration. The results suggest that DC resistance increases greatly with its curing age, which illustrates the relationship like Gaussian curve. In every curing ages the electric capability of carbon fiber reinforced concrete weakenes with the increase of insulative area. In same curing ages, section and insulative area, the more the quantity of insulation, the stronger the conductibility. The insulative location in optimal position can only result in optimal conductibility.     

钢筋混凝土安全壳受撞击局部破坏作用计算

针对钢筋混凝土安全壳在事故撞击下的动力计算问题,建立了贯穿破坏的弹塑性计算模型,该模型考虑了安全壳的主要结构要素:混凝土、横向钢筋、纵筋和钢衬套的作用机理以及各结构要素的多阶段变形和受力特点,推导并给出了安全壳抗局部撞击的计算方法。计算分析表明,纵向钢筋网的整体作用是提供膜力,可等效为一定厚度的薄钢板;纵向配筋率、配箍率和钢衬套厚度均影响结构的抗力和变形,其中配箍率的影响最为显著。     

Damage Self-diagnoses Feasibility of Fiber-reinforced Concrete Structure

The seepage theory was used to explain the variation between the specific resistance of the carbon fiber reinforced cement concrete and the carbon fiber volume ratio. The electro-dynamic seepage was observed in the cement. The longer the carbon fiber is, the smaller the critical volume to produce the electro-dynamic seepage phenomenon will be. However, the forming and stirring process is harder. In general, the average length of carbon fiber is 5 mm. Under the condition of three-point bending load, the spec...     

冻融疲劳作用下LHFRC损伤演变规律

为了研究层布式混杂纤维混凝土（LHFRC）在冻融疲劳作用下的损伤演变规律，提出了混凝土抗冻劣化的损伤演变数学模型，同时进行了普通混凝土（OC）与层布式混杂纤维混凝土的冻融试验，并在试验的基础上，回归出它们的冻融损伤演变方程。结果表明，LHFRC和OC的初劣点值相同，且在劣化初始阶段具体相同的损伤演变方程；在劣化扩展阶段，LHFRC和OC均具有幂函数形式的损伤演变方程，但LHFRF损伤变量小于同期的OC，钢纤维和聚丙烯纤维有效地抑制了其内部损伤发展。     

碳纤维材料加固技术的研究现状

介绍了碳纤维增强材料的性能与特点，在土木结构工程加固中的应用及方法。总结了国内外碳纤维材料加固技术的研究现状，分析了碳纤维加固技术存在的一些问题。并对碳纤维材料在我国的发展趋势与应用前景进行了展望。     

碳纤维混凝土电热红外无损检测的灵敏性分析

利用碳纤维混凝土的电热效应，在电致发热的情况下，对含预制裂纹的碳纤维混凝土缺陷体进行红外无损检测，检测的灵敏性在于缺陷体被检表面上的最大温差。在建立了有内热源的热传导理论分析模型的基础上，采用有限元的方法计算得到了电热碳纤维混凝土缺陷体的表面温度分布及其最大温差，分析表明：随材料电阻率的降低和裂纹逐步加深，检测灵敏性显著提高，为优化和评估电热红外检测方案提供了重要的数值依据。     

FRP加固混凝土结构耐久性研究

概述了FRP加固混凝土结构耐久性方面的研究成果,介绍了玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维3种复合材料加固混凝土结构在化学腐蚀、干湿循环和冻融循环条件下力学性能的变化情况和破坏机理,对如何提高纤维增强塑料加固混凝土结构耐久性及今后研究方向提出了几点建议和看法.     

CFRP加固混凝土翼缘受拉T形截面柱试验研究

目的研究碳纤维布（CFRP）加固钢筋混凝土异形柱的受力和变形性能，探讨构件截面几何参数、材料强度、材料用量等与翼缘受拉T形截面柱抗压弯承载力之间的定量关系．方法通过相同截面不同配筋量和碳纤维布粘贴量的试件进行单调一次短期加载对比试验，分析各因素对构件承载力和延性等的影响；运用力的平衡和材料的本构关系了建立构件承载力计算的力学模型．结果得到具有对比性的荷载一柱中挠度、材料应变一荷载的关系曲线并进行分析；得出碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱正截面抗压弯承载力计算公式．结论采用碳纤维布加固钢筋混凝土翼缘受拉T形截面柱以提高其正截面抗压弯承载力是可行的，T形截面柱加固的承载力计算公式对于类似的工程设计问题具有借鉴作用．