纤维塑料筋粘结强度的研究

纤维塑料筋与混凝土的粘结强度大小直接关系到构件的承载能力、裂缝开展及其它性能等。基于41个碳纤维塑料筋的拉拔试验,并综合分析其它文献的结果,对纤维塑料筋与混凝土的粘结机理、破坏机理和粘结强度进行了较为深入的研究。同时对纤维塑料筋与水泥浆和环氧树脂的粘结强度也进行了探讨。     

冻融循环下纤维再生混凝土与BFRP筋粘结强度试验研究

为了研究纤维再生混凝土和BFRP筋间的粘结强度,本文通过54个试件中心拉拔试验,研究单掺玄武岩纤维、聚丙烯纤维、混杂玄武岩-聚丙烯纤维和冻融循环对再生混凝土与BFRP筋粘结强度的影响.结果表明:单掺玄武岩或是聚丙烯纤维都会不同程度地降低粘结强度,但降低效果不显著;掺入混杂纤维时,若体积掺量小于某一临界值,可以提高粘结强度,但掺量过多时,粘结强度降低;在冻融循环条件下由于冻融次数增加,混凝土会发生二次水化作用,导致极限粘结强度得到提高.     

高温下钢筋与混凝土粘结锚固性能试验研究

为研究温度对钢筋与混凝土粘结性能的影响,通过制作30个标准立方体试块、8个温度场试件及15个中心拉拔试件,分别完成了室温(20℃)、100℃、200℃、400℃、600℃下标准立方体试块抗压试验与抗拉劈裂试验、拉拔试件温度场试验及中心拉拔试验.分析了高温作用对混凝土抗压强度与抗拉强度的影响,根据温度场试验研究结果,提出一种简易的高温下中心拉拔试验方法,在此基础上研究了高温下钢筋与混凝土粘结性能退化规律.基于Harajli模型综合考虑温度对粘结强度、峰值滑移及试件破坏模式的影响,提出了高温下钢筋与混凝土粘结-滑移本构模型.试验结果表明:高温下混凝土强度、钢筋与混凝土的粘结强度随温度升高整体呈下降趋势,但在100℃时发生陡降现象,高温下钢筋与混凝土的粘结强度变化趋势与混凝土抗拉强度相近.最后提出了高温下钢筋与混凝土的粘结-滑移本构模型,并验证了模型的适用性.     

塑钢纤维掺量对钢筋与轻骨料混凝土粘结作用的影响

通过对钢筋与轻骨料混凝土进行拔出试验,探究塑钢纤维掺量对钢筋与轻骨料混凝土粘结作用的影响。以τ-s曲线描述试件粘结滑移的过程,用相对粘结强度衡量塑钢纤维掺量的影响作用,引入粘结韧性来分析塑钢纤维在试件粘结滑移过程中约束与耗能作用。结果表明:试件的破坏形态随纤维掺量的增加由劈裂破坏变为拔出破坏;钢筋的平均极限粘结强度τ_u、峰值滑移量s_u随纤维掺量的增加而增大;根据试验数据拟合出了相对粘结强度与塑钢纤维掺量的经验公式,可为工程设计提供参考;粘结韧性随纤维掺量的增加而提高,约束与耗能作用明显增强,但本试验塑钢纤维掺量超过6 kg/m^3后,韧性虽继续增长,但韧性增幅却呈下降趋势。     

冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型研究

为研究冻融循环作用下沙漠砂纤维混凝土的损伤模型,对沙漠砂纤维混凝土进行0次、25次、50次、75次、100次、125次及150次的快速冻融试验,分析不同冻融循环次数后沙漠砂纤维混凝土相对动弹性模量、抗压强度及劈裂抗拉强度的衰减规律.结合试验数据,基于指数函数和二次函数建立沙漠砂纤维混凝土的冻融损伤劣化模型.结果表明:与...     

掺入塑钢纤维的轻骨料混凝土与钢筋间的力学性能研究

为了分析塑钢轻质骨料加入到混凝土中的力学以及粘结性能,基于试验研究并分析了影响混凝土试件力学以及粘结性能的影响因素,实验结果表明：加入不同比例的塑钢纤维混凝土试件的力学以及粘结性能均表现出了不同的变化特性,混凝土及砂浆的用水量、砂率的不同,会导致塑钢纤维对混凝土的增强效果差异较大;素混凝土的强度较高时,混凝土试件的粘结性能越高,并且其钢筋产生的位移大大降低;加入塑钢纤维的混凝土试件的力学以及粘结性能均会随着轻质骨料筒压的降低而降低。     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结承载力

通过对粉煤灰混凝土试件的直接拔出试验,分析粉煤灰掺量与冻融作用对粘结试件的初始滑移粘结强度、劈裂强度、极限粘结强度及粘结强度-滑移曲线下的面积作为粘结试件韧性评价指标的变化规律.试验结果表明:钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;试件粘结韧性随粉煤灰掺量的增加先降低后增强,粉煤灰掺量较大的试件在加载过程中表现出良好的韧性;冻融作用对试件极限粘结强度的影响程度随粉煤灰掺量增大而减小,40%粉煤灰试件在冻融环境下表现出较好的粘结韧性.掺入较多粉煤灰可以在一定程度上减缓粘结试件的冻融损伤.     

基于Weibull概率分布的纤维增强复合材料损伤演化分析

利用已有的纤维增强复合材料性试验样本,运用统计分析与拟合优度检验方法证明选取二参数Weibull分布函数近似估计纤维增强复合材料拉伸强度与弹性模量分布类型的合理性。通过拉伸强度与损伤变量的关系建立纤维增强复合材料的损伤演化模型,并利用试验数据与线性拟合方法推导不同层数纤维增强复合材料的演化方程。损伤演化分析结果表明,在同等损伤情况下,单层纤维增强复合材料比二、三、四层纤维增强复合材料拉伸强度分别高出10%、20%、25%,拉伸强度随着层数的增加呈逐渐降低趋势,而层数对材料弹性模量的影响可忽略不计。在此基础上,提出考虑粘贴层数的纤维增强复合材料拉伸强度修正系数κlayer,系数建议值可供加固设计参考。     

钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结滑移性能试验研究

为研究螺纹钢筋锈蚀后与再生混凝土间粘结滑移性能,采用室内加速通电锈蚀方法,分别以再生骨料取代率(0％、50％、100％)及目标钢筋锈蚀率(0％、0.5％、1.5％、2.5％)为主要参数,完成了两种水灰比下23组钢筋-再生混凝土试件的拉拔试验,获得了再生混凝土与不同锈蚀程度螺纹钢筋间的荷载-滑移曲线.基于试验结果,分析了再生骨料取代率、钢筋锈蚀率对钢筋-再生混凝土间起始滑移粘结强度、极限粘结强度、粘结模量、粘结滑移曲线的影响.研究结果表明:随着锈蚀率增加,钢筋与再生混凝土间的极限粘结强度、起始滑移粘结强度与极限粘结强度的比值呈下降趋势;再生混凝土胀裂后,钢筋与再生混凝土间的粘结刚度显著退化,一旦再生混凝土开裂后,粘结刚度下降幅度不明显.     

纤维轻骨料混凝土冻融损伤模型研究

选用钢纤维、聚丙烯纤维及混杂纤维掺入轻骨料混凝土进行抗冻性试验.对冻融循环试验结果研究,提出基于动弹性模量衰减的纤维轻骨料混凝土冻融损伤模型.比较发现模型采用直线方程与一元二次方程的分段型数学模型拟合精度高.并根据损伤理论分析掺入不同纤维对轻骨料混凝土冻融损伤速度的影响,结果说明掺人混杂纤维优于聚丙烯纤维及钢纤维.     

BFRP筋碱激发混凝土粘结性能试验研究与数值模拟

玄武岩纤维增强复合筋(BFRP筋)碱激发混凝土为海洋环境下混凝土的耐久性提供安全保障。在其中心拉拔试验的基础上,采用分离式模型,运用ABAQUS有限元软件进行粘结滑移性能数值模拟与分析。通过试验数据,得出适用于BFRP筋碱激发混凝土的粘结滑移本构模型以及碱激发混凝土的塑性损伤模型,构建了基于非线性弹簧单元的数值模型,试验结果与计算结果吻合程度较好,验证了模型的准确性。试验与模拟结果表明:粘结长度为2.5d、5d(d为BFRP筋直径)的试件均发生筋材拔出破坏,粘结长度为10d的试件均发生劈裂破坏;BFRP筋与碱激发混凝土之间的粘结应力分布并不均匀,随着粘结长度和筋材直径的增大,极限粘结强度逐渐减小;当BFRP筋直径d=12 mm,粘结长度为2.5d、5d和10d的碱激发混凝土试块极限粘结强度分别为13.92 MPa、13.56 MPa和12.60 MPa,较相同粘结长度的普通混凝土试件,其极限粘结强度分别提高6.58%、10.97%和9.76%。     

钢纤维在混凝土冲击断面的分布与统计分析

采用自制落锤冲击试验装置,对5组钢纤维体积掺量分别为0、0.5%、0.8%、1.0%、1.2%的钢纤维混凝土圆饼状试件进行了冲击试验.通过统计冲击断面上纤维根数,对纤维分散系数进行了计算和拟合;基于威布尔分布,对冲击试验结果进行了统计分析,建立了不同失效概率下冲击次数与纤维掺量间的关系.结果表明:掺入钢纤维可以显著提高混凝土抗冲击性能;纤维分散系数随掺量的增大呈上升趋势,双参数的威布尔分布可以较好地对冲击性能进行统计分析.     

粉煤灰掺量对钢纤维混凝土强度和耐久性的影响

研究了粉煤灰掺量对C50钢纤维混凝土强度、渗透性、碳化等方面的影响.结果表明,当钢纤维用量一定时,粉煤灰用量在一定范围内增加,有利于改善钢纤维混凝土的微结构,使其后期强度和耐久性有一定提高,可配制出耐久性良好的钢纤维混凝土.     

Accurate determination of fiber strength distributions

Tensile strengths of small‐diameter ceramic fibers are commonly obtained from measured fracture loads on individual fibers and the average cross‐sectional area of the entire fiber population. The goal of the present article is to provide a critical assessment of the consequences of using the average fiber area in the inferred strength distribution. The issues are addressed through established theorems in convolution and uncertainty propagation as well as Monte Carlo simulations. Systematic errors introduced by using the average area are well‐represented by simple analytical formulae. The formulae are couched in terms of the coefficient of variation in fiber area and the dispersion in fiber strengths, characterized by the Weibull modulus. In turn, the formulae are used to determine the true values of Weibull modulus and reference strength from their nominal values. Random uncertainties associated with a finite number of tests decay slowly with number, in accordance with an inverse root scaling. When systematic errors are conflated with random uncertainties, accurate determination of the true Weibull modulus becomes increasingly challenging, even for seemingly large numbers of strength measurements. The results are used to assess the fidelity of previously‐reported experimental results based on nominal strength data.     

阳极氧化处理对碳纤维强度离散性的影响及表征

采用阳极氧化法对碳纤维进行了表面处理,并探讨了表面处理后碳纤维接触角、强度的变化和碳纤维强度离散性的表征方法。研究发现:碳纤维在阳极氧化表面处理后,接触角变小,说明浸润性增强,强度略有下降,离散性略有增大;表面处理后随放置时间延长,接触角有一定程度增大,强度继续下降,离散性继续增大。用强度CV值和韦伯分布拟合强度所得的韦伯模数两种不同指标表征了表面处理后碳纤维的强度离散性,经验证,两种表征方法的一致性好。     

One-year bonding performance of one-bottle etch-and-rinse adhesives to dentin at different moisture conditions

Abstract

This study aimed to investigate the one-year bond strengths to dentin of one-bottle etch-and-rinse adhesive systems applied under different moisture conditions. Class V cavities were prepared in bovine incisors and randomly allocated (n?=?8) according to the type of adhesive system used – SB (Adper? Single Bond 2); PB (Prime & Bond 2.1); and XPB (XP Bond) – and the moisture condition kept in the cavity – moist, over-wet, and over-dry. Filtek? Z250 was used for teeth restoration. Specimens for microtensile bond strength (µTBS) test were obtained and stored in water for 24?h or 1?year, and submitted to mechanical testing. Data were analyzed using t-tests, ANOVA and the Holm–Sidak post hoc test (α?=?0.05). Weibull analysis was used to verify the reliability of specimens. The type of adhesive and the moisture condition of the substrate affected the µTBS. At 24?h, SB performed better under the moist and over-wet conditions. At 1?year, SB, PB, and XPB showed the greatest percentage reduction at the moist (～38%), over-wet (100%), and over-dry (100%) conditions, respectively. The reliability of adhesives was affected by the variable factors tested. In conclusion, the solvent composition of adhesives and the moisture condition of the substrate play an important role in the bond strength and bonding stability of resin-based restorations, as well as on the reliability of the adhesive interfaces over time.     

纤维掺加方式对混凝土抗冻性能的影响

为研究不同纤维掺加方式下混凝土冻融损伤的相关性能,选取钢-聚丙烯纤维混凝土进行快速冻融循环试验。试验结果表明:混凝土抗冻性能随纤维掺加方式不同而有差异,纤维混凝土损伤随冻融循环次数的增加逐渐积累,动弹性模量、抗压强度、抗折强度也不断下降,层布式混杂纤维成型混凝土抗冻损伤劣化性能更优。结合评价指标分析了纤维混凝土的劣化过程,通过SEM分析了其微观结构;对比分析,层布式混杂纤维混凝土的抗冻性较整体式混杂纤维混凝土好。