CFRP布与高温后混凝土的黏结性能试验研究

为研究碳纤维(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)布与高温后混凝土的黏结性能,进行了CFRP布与高温后混凝土单面剪切试验。将混凝土试块分别加热到200、300、400℃和500℃,自然冷却后在其表面粘贴CFRP布,粘贴长度分别为80、120、160 mm和200 mm,研究了受火温度和黏结长度对其黏结性能的影响。结果表明,CFRP布与高温后混凝土的黏结试件发生了剥离破坏,且随着混凝土过火温度升高,破坏时剥离下来的CFRP布表面黏附的混凝土量逐渐增加。CFRP布与高温后混凝土的极限荷载随着混凝土过火温度升高呈先升高后降低的趋势,在文中研究参数范围内,均大于常温下的数值。给出了混凝土过火温度不大于600℃条件下CFRP布与高温后混凝土极限荷载计算公式,通过与本文及文献试验结果比较发现,计算值与试验值符合较好。     

GFRP/CFRP 混凝土界面剪切性能

设计GFRP/CFRP 混凝土搭接双剪试验,研究了界面糙化方式、界面剂种类以及界面形成过程中的压力和温度对GFRP/CFRP层间混杂纤维复合材料混凝土界面剪切性能的影响,并分析了各种因素的影响机理.结果表明：界面化学糙化（酸化）方式可提高界面的机械锚固性能,但降低了固化剂活性,界面剪切强度较物理糙化方式降低29%;15%（质量分数）KH550（硅烷偶联剂）界面剂能显著改善GFRP/CFRP 混凝土界面粘接性能,用其粘接的界面剪切强度较用普通E44环氧树脂界面剂提高66%;GFRP/CFRP 混凝土界面剪切强度随固化压力的增加先增加后减少,005MPa固化压力下界面剪切强度最优;常温范围内（15～45℃）,固化温度对GFRP/CFRP 混凝土界面剪切强度影响不大,但当温度低于15℃时界面的剪切性能急剧降低,且升温后界面剪切强度仍较常温固化试件差.     

CFRP与高温后混凝土界面正拉粘结性能初步分析

通过25个正拉试件进行了CFRP与高温后混凝土界面粘结性能试验,分析了过火温度及冷却方式对正拉粘结性能的影响,建议了CFRP与高温后混凝土界面正拉粘结极限破坏荷载的计算式。试验结果表明,(1)破坏形态为呈"碗状"的内聚破坏,正拉粘结破坏面具有以下特征:首先,破坏面形成的随机性;其次,正拉粘结界面区域的不确定性。(2)随过火温度升高,正拉粘结强度降低;高温作用后经喷水冷却,正拉粘结强度比相同情况下自然冷却试件的强度低。     

恒高温下钢管混凝土界面黏结性能试验研究

钢管混凝土的界面黏结性能是钢管和混凝土之间共同受力与协调变形的基础。为探讨高温下钢管混凝土界面黏结破坏特点和平均黏结强度的主要影响因素,文中以恒温温度、长径比和径厚比等为主要研究参数,进行钢管混凝土试件恒高温下的推出滑移试验,得到钢管混凝土界面的温度-时间和荷载-滑移关系曲线。试验结果表明,在20℃～900℃研究范围内,恒温温度对圆钢管混凝土平均黏结强度有显著的影响,平均黏结强度随恒温温度的升高先减小后增加再减小,降低幅度最高达到90%;平均黏结强度随钢管长径比的增大而减小,降低幅度最高达50%;钢管径厚比对平均黏结强度影响很小,降低幅度在10%以内。     

C60HPC高温后剩余强度及红外检测

对素混凝土和体积掺量1%钢纤维C60高性能混凝土模拟高温试验,对高温后抗压强度、劈拉强度及红外热像进行检测,研究了混凝土红外温升与受火温度及剩余强度的关系。结果表明:C60高性能混凝土抗压强度损失率、劈拉强度损失率和红外平均温升均随受火温度升高增加;掺钢纤维HPC红外平均温升大于素混凝土,300℃之前掺钢纤维混凝土红外温升增加较快,300℃之后增长趋势减缓;掺入钢纤维有助于增加高温后剩余抗压及劈拉强度。     

外粘贴CFRP加固混凝土结构在海洋环境下的耐久性试验研究

外粘贴CFRP加固混凝土结构的耐久性取决于CFRP材料、CFRP-混凝土粘结界面的耐久性以及外界环境。本文主要针对海洋环境下CFRP材料、混凝土、CFRP-混凝土粘结界面以及加固后混凝土结构的耐久性进行了试验研究。代表性结构为条带包裹CFRP和全裹CFRP的两种混凝土柱。研究表明,海洋环境对材料、粘结界面和加固后柱的性能均有影响,使其相应的力学性能指标值降低。环境作用后,加固柱的承载力降低幅度较大,但并非材料、粘结界面等劣化程度的叠加。而且柱的延性和刚度降低幅度很小,破坏形式主要是CFRP被崩断。两种包裹方式均可大幅度提高混凝土柱的承载力和延性,但提高幅度与CFRP用量不成比例。条带包裹CFRP的柱比全裹CFRP的柱受环境影响的劣化程度大。     

受火后钢-混凝土组合梁材料性能试验研究

为研究火灾高温后组合梁桥的基本材料力学性能与特征,共制作3片具有代表性的缩尺梁模型：简支 T 形梁、简支箱形梁及连续箱形梁,利用火灾试验炉进行局部三面受火试验,并给出详细的试验方案。通过受火后取样试件与未受火试件的材性试验结果对比,可以发现受火（最高温度在700～900℃）对钢板材料的屈服强度及极限强度均有一定程度的降低,降低幅度为10％～20％;而钢板材料弹性模量随温度升高略有变化,但变化值不大。火灾对混凝土强度材性的影响可以忽略不计,但对其冷却后的材料强度有一定影响,相对于常温混凝土其强度会降低5％左右。     

侵蚀介质下FRP与混凝土界面粘结性能

为考察侵蚀介质作用下FRP与混凝土界面的粘结性能,对遭受浓度为15%的盐酸溶液、氢氧化钠溶液及硫酸盐溶液侵蚀后的36个CFRP-混凝土粘结试件进行了双面剪切试验,探讨了不同侵蚀介质、侵蚀时间对CFRP与混凝土界面的粘结破坏模式及平均粘结强度-滑移曲线的影响规律。试验结果表明:侵蚀作用会显著增加界面滑移变形,酸和盐溶液的侵蚀作用会显著降低试件粘结强度,而碱溶液侵蚀对粘结强度无明显影响。     

冻融循环作用后CFRP与混凝土粘结性能研究

采用面内剪切试验方法,研究冻融循环作用后的CFRP与混凝土的粘结性能。通过试验旨在了解冻融循环作用对界面耐久性能的影响,为寒冷地区结构加固提供理论依据。试验结果表明:冻融循环作用显著影响界面的破坏形态,并且随着冻融次数的增加,界面粘结强度和初始开裂荷载呈降低的趋势。     

高温影响下新老混凝土粘结的剪切性能试验研究

为了研究高温对新老混凝土粘结性能的影响,本文对既有混凝土经历高温后再与新混凝土粘结和新老混凝土粘结后再经历高温两种类型的Z形粘结试件进行了剪切试验研究,总结了影响粘结面剪切性能因素(温度、冷却方式、界面粗糙度和界面剂)的影响规律,提出了温度对粘结面剪切强度和剪应力滑移关系的影响计算公式,建立了高温后粘结剪切强度的多因素统一计算公式。在试验的基础上,分析了高温对新老混凝土粘结的损伤机理,并给出了火灾后混凝土结构进行粘结修补的建议。     

FRP加固混凝土界面抗剪性能试验

对CFRP加固的混凝土构件进行了界面静荷载下的抗剪性能试验。通过对15个混凝土试件试验结果的分析,得到了CFRP与混凝土界面的剪切粘结破坏过程、特点及界面强度。3种界面试件试验结果的比较表明:混凝土试件总体和界面附近用纤维增强的界面强度较高,提高的幅值分别约为10.6%和8.6%。     

季节温度循环后CFRP板-混凝土界面承载力模型研究

通过双面剪切试验,研究了-20～60℃的温度循环作用后CFRP板-混凝土界面极限承载力的变化规律。对比分析了未经季节温度循环和经历50、100、150次季节温度循环后材料的宏观力学性能、界面破坏特征和界面极限承载力等变化规律。结果表明：随着季节温度循环次数的增加,环氧树脂胶由于后固化作用,其抗拉强度、抗剪强度及弹性模量升高,伸长率有所降低;季节温度循环次数的增加对混凝土和CFRP板的力学性能影响较小;C30、C50混凝土强度界面破坏形式不同;随着季节温度循环次数的增加,界面极限承载力增加。同时,在Naubauer&Rostasy模型、Chen&Teng模型和陆新征模型的基础上,提出了季节温度循环后界面极限承载力修正模型,结果发现模型计算值与试验值吻合较好。     

钢桥面聚酯纤维SMA粘结剪切强度研究

通过3种影响因素:高低温、不同级配及不同聚酯纤维掺量,对沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)与钢板粘结剪切强度进行试验,研究了SMA与钢板粘结强度的变化。结果表明,在低温时(-10～10℃),随着温度升高,SMA粘结剪切强度提高,在高温(≥40℃),随着温度升高,SMA粘结剪切强度迅速下降;随着SMA中集料尺寸变小,SMA粘结剪切强度提高;掺加聚酯纤维的SMA比普通SMA的粘结剪切强度在常温和低温下有显著提高,但聚酯纤维掺量为0.2%和0.3%时SMA的粘结剪切强度相差不大。     

喷水冷却火灾后钢管混凝土界面粘结性能研究

为研究高温喷水冷却后钢管混凝土界面粘结性能,考虑混凝土强度、锚固长度、冷却方式、最高温度等变化参数,完成23 个试件在高温喷水冷却后的推出试验。观察了冷却后试件的表观变化与试验中的破坏形态,获取了荷载-滑移曲线及特征点参数,分析了界面粘结强度的影响因素,提出了界面粘结强度表达式及粘结滑移本构方程。研究表明：随历经温度升高,界面粘结强度先增后减;粘结强度与锚固长度成反比,温度越高越明显;喷水冷却后试件的粘结强度较自然冷却低,且随历经温度的升高降幅更大。     

100 MPa高强混凝土高温后性能研究

对高强混凝土(100 MPa)进行了(明火)高温试验,研究了其经500℃和800℃高温后外观、抗压强度、抗折强度和劈裂拉伸强度的变化及质量损失.运用扫描电镜观察了高温后水泥净浆的微观结构变化.结果表明:高强混凝土在高温作用下会发生爆裂现象,外观颜色变浅;随着受火温度的升高,高强混凝土的抗压强度、抗折强度和劈裂拉伸强度逐渐变小;随着受火温度的升高,高强混凝土的微观结构逐渐变差.     

火伤混凝土粘结加固的剪切变形试验

为了研究火伤混凝土粘结加固后粘结面的工作性能,对大量遭受高温损伤混凝土与新混凝土的Z形粘结试件进行剪切试验,测得不同温度(20~900℃)、不同冷却方式和不同界面粗糙度情况下粘结面的剪切滑移曲线,拟合出相应的计算公式,并概括粘结面剪切滑移曲线的变形特点。     

高温后高强混凝土剪切强度与细观结构

通过高温后高强混凝土(HSC)试件的push-off试验,研究了温度和混凝土抗压强度对HSC剪切强度的影响.基于剪切面细观结构的变化,分析了高温后HSC剪切强度变化的机理,研究了高温后HSC骨料断裂率与剪切强度的关系.结果表明:常温下HSC抗压强度为64.7,94.0 MPa时,200℃后HSC剪切强度较常温时分别略有减小和略有增大;超过200℃后,HSC剪切强度随温度的升高而降低;无论经历多高的温度,混凝土的抗压强度越高,则HSC剪切强度越大;HSC试件剪切面上的骨料断裂率随温度的升高而减小,随混凝土抗压强度的增加而增大.最后,建立了高温后HSC的骨料咬合模型.     

高温下混凝土界面抗剪性能研究

为研究预制装配式混凝土结构中混凝土界面在高温下的抗剪性能,分别对界面未植筋与界面植筋两类"Z"形试件进行了不同温度作用下(常温、200℃、400℃、600℃)的推出试验。对试件剪切破坏过程进行了模拟,通过双线性内聚力(Cohesive)模型分析了混凝土界面的粘结作用。结果表明:未植筋界面试件剪切破坏形式呈脆性破坏,界面植筋试件为延性破坏;随着温度的升高,混凝土界面的抗剪承载力降低,试件荷载-滑移曲线趋于平缓;采用内聚力模型可以较好地反映界面工作性能。     

冷却方式对高温后方钢管再生混凝土黏结滑移性能的影响对比

为研究高温后不同冷却方式下方钢管再生混凝土构件黏结滑移性能的差异,以冷却方式、历经最高温度、再生粗骨料取代率为变化参数,设计并完成了24个高温冷却后方钢管再生混凝土试件的静力推出试验。通过试验观察了试件破坏过程及形态,获取了试件荷载滑移曲线,重点对比分析了不同冷却方式下,方钢管再生混凝土试件的黏结强度、剪切黏结刚度和界面耗能等重要性能指标的差异。研究结果表明,不同冷却方式下方钢管再生混凝土试件的破坏形式相近;消防喷水试件的界面黏结强度、界面剪切黏结刚度和耗能能力平均分别比自然冷却试件低25.7%、16.5%、9.3%;随历经最高温度的升高,紧箍效应使得不同冷却方式试件界面黏结强度和界面剪切黏结刚度均有升高的趋势,耗能能力随历经温度的升高均降低;随粗骨料取代率的提高,自然冷却试件的黏结强度和剪切黏结刚度均减小,消防喷水试件黏结强度减小但剪切黏结刚度先增加后减小,粗骨料取代率对耗能能力影响不大。     

高温对高强混凝土往复加载粘结性能的影响

对1 0个高强混凝土粘结试件进行了往复加载试验,通过分析比较试件的荷载位移滞回曲线,研究了高温后加载时的最高受火温度和冷却方式以及高温加载时最高受火温度对试件粘结性能的不同影响。研究结果表明,高温后加载试件比高温中加载试件的粘结性能退化显著;水冷试件比气冷试件粘结性能退化显著;超过2 5 0℃后,冷却方式比温度对高强混凝土粘结性能的影响显著。