钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁受剪抗裂性能试验研究

为解决纤维增强聚合物(FRP)配筋混凝土梁的受剪抗裂性能不足和挠度过大等问题,在混凝土中掺入具有优良阻裂特性的钢纤维是一种有效途径。通过8根钢纤维—玻璃纤维增强聚合物(GFRP)箍筋混凝土梁的受剪试验,研究了钢纤维体积率(0.5%、1.0%、1.5%)和剪跨比(1.5、2.0、3.0)对试验梁斜截面抗裂性能的影响。结果表明：钢纤维能够有效抑制GFRP箍筋混凝土梁内部微裂缝的扩展,提高其整体刚度和抗裂性能。当剪跨比为2.0时,钢纤维体积率为1.5%试验梁的开裂剪力相对于未掺纤维对比梁增加了38.4%。随着剪跨比增加,试验梁受剪抗裂性能逐渐降低。基于试验数据和已有研究结果,提出了钢纤维-GFRP箍筋混凝土梁开裂剪力的建议计算方法,该方法的计算值与试验值吻合良好。     

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.     

引江济淮软岩全黏结GFRP筋锚固蜕化现场实验

引江济淮工程边坡加固锚杆运行中会承受循环荷载,循环荷载下锚杆的黏结状态蜕化影响锚固稳定。玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)筋因其耐腐蚀、高强度可用于替代钢筋解决锚杆耐久性问题。通过现场软岩边坡GFRP锚杆拉拔实验,研究循环荷载作用下的锚固效果和黏结状态变化。研究结果表明,软岩内GFRP锚杆的有效锚固长度和锚杆胶结体与围岩的黏结强度相关,低强度或破碎程度高的围岩对应较大的有效锚固长度。荷载循环所造成的黏结蜕化深度小于有效锚固深度,黏结蜕化深度以上杆体界面提供摩擦力,以下提供黏结力。黏结状态一旦受损,黏结力将失去作用。同一深度处荷载循环影响黏结蜕化的作用随次数递增,不同深度处荷载循环影响黏结蜕化的作用随深度递减。渠道水位升降产生的最大拉拔荷载小于设计荷载,GFRP锚杆的抗拔力具有较大的安全储备。GFRP锚杆加固水下软岩具有更好的耐久性和持载稳定性。     

滩涂光伏GFRP管桩原位承载试验及反馈分析研究

目前滩涂光伏基础结构主要采用预应力混凝土(PHC)管桩方案,在经济性与施工便利性上存在一定劣势。为提高滩涂光伏施工效率,针对滩涂场地地基承载力较弱、土方开挖困难等特点,在满足承载性能的基础上,优化桩基础施工便利性,提出采用具有重量优势的纤维复合材料桩——玻璃纤维(GFRP)管桩,探索GFRP管桩的承载性能。通过开展现场承载试验,获取GFRP管桩的承载力表现并与PHC管桩进行对比,同时结合数值模拟进行反馈分析。反馈分析及对比成果显示：PHC管桩能够稳定加载至2.0倍设计荷载,而GFRP管桩加载至1.2倍设计荷载之后出现较大挠度。结果表明GFRP管桩的承载性能满足设计荷载要求,但是在变形控制方面劣于现有PHC管桩方案,相比之下PHC管桩具有更充足的安全裕度。通过对GFRP材料桩基础的研究和探索,提出GFRP管桩制作工艺的改进措施,对GFRP管桩今后需要进一步研究的重点进行了展望。     

钢纤维自密实混凝土梁抗剪性能的试验研究

对15根自密实钢筋-钢纤维混凝土梁和6根普通自密实钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究,通过荷载-跨中挠度曲线、剪跨区荷载-混凝土主应变曲线和荷载-箍筋应变曲线,分析了钢纤维掺量、剪跨比和配箍率对梁抗剪性能的影响。基于试验结果,对比了Rilem TC 162-TDF和CECS 38:2004抗剪公式,并与实测值进行了比较。结果表明,钢纤维能够显著的提高无腹筋梁的变形能力和承载能力,改善破坏形态。由钢纤维部分取代箍筋使梁具有更好的抗剪性能;Rilem TC 162-TDF与实测值吻合较好。     

玻璃纤维增强聚合物锚杆加固结构技术

技术简介：钢筋锚杆结构的应用情况表明，钢筋锚杆的锈蚀老化会使杆体截面变小，应力加大，变形增大，同时改变了杆体和胶结体的耦合状态，会引起结构整体的运行安全问题。玻璃纤维增强聚合物（GFRP）筋抗拉强度大、耐腐蚀性强、性价比高，采用GFRP筋代替钢筋作为锚杆在永久性加固工程中使用，是解决锚杆结构老化问题的途径之一。     

钢纤维自密实混凝土梁抗剪性能的研究

本文对15根自密实钢筋-钢纤维混凝土梁和6根普通自密实钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究，通过荷载-跨中挠度曲线、剪跨区荷载-混凝土主应变曲线和荷载-箍筋应变曲线，分析了钢纤维掺量、剪跨比和配箍率对梁抗剪性能的影响。基于试验结果，对比了Rilem TC 162-TDF和CECS 38:2004抗剪公式，并与实测值进行了比较。结果表明，钢纤维能够显著的提高无腹筋梁的变形能力和承载能力，改善破坏形态。由钢纤维部分取代箍筋使梁具有更好的抗剪性能；Rilem TC 162-TDF与实测值吻合较好。     

三河闸闸墩防护中的聚脲材料研究与应用

水闸闸墩表面混凝土由于长期受高速含沙水流的冲刷会出现不同程度的磨损、缺失、漏筋现象,对水工结构安全影响很大,采用性能优越的抗冲耐磨材料修复和防护尤为重要。通过对聚脲材料性能分析介绍三河闸闸墩防护施工过程,经过检测试验和水流冲刷考验,证实聚脲材料具有优越的附着力、抗耐磨性、抗耐冲性,对类似水闸混凝土防护具有借鉴意义。     

冻融作用下FRP条带约束混凝土耐久性试验

通过轴心抗压试验,研究了冻融作用、粘结剂类型对碳纤维布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带约束混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明:常温与冻融循环条件下,FRP条带约束混凝土圆柱的强度与延性都比无约束柱的高;与常温条件下同类型圆柱相比,冻融作用使FRP条带约束混凝土圆柱的强度、刚度和延性降低,随着冻融次数的增加,降低程度增加;纤维布类型和粘结剂类型对FRP条带约束柱的性能有一定影响, CFRP约束柱比GFRP约束柱抗冻融性好,采用胶Ⅱ柱的强度和延性比采用胶Ⅰ柱的高,但胶Ⅱ对冻融环境比胶Ⅰ敏感.     

纤维增强聚合物条带约束混凝土圆柱的耐久性

通过碳化、盐溶液干湿循环下碳纤维增强聚合物布(CFRP)和玻璃纤维布(GFRP)条带约束混凝土圆柱耐久性试验,对比分析了环境作用、纤维布类型、粘着剂类型(胶Ⅰ和胶Ⅱ)对混凝土圆柱轴压性能的影响.结果表明,无论是否受环境作用,纤维增强聚合物约束圆柱的轴向应力-应变关系基本呈双线性,其强度与延性都比无约束混凝土圆柱有一定提高.碳化环境对CFRP和GFRP约束圆柱基本没有影响,盐溶液干湿循环作用后FRP条带约束混凝土柱的强度、刚度和延性降低.CFRP约束柱比CFRP约束柱耐干湿循环性能好.此外,胶的种类对耐久性也有一定影响.     

钢筋混凝土电渗除氯防腐性能研究

海洋工程因长期经受海水侵蚀,含有腐蚀介质的水分子渗入混凝土中,使钢筋易发生氯盐腐蚀,引起结构膨胀开裂,极大地降低了海洋工程的使用寿命。随着海洋工程建设的加快,采用水泥基导电复合材料除氯防腐逐渐得到重视。通过在水泥基材料中掺加导电材料制作导电复合材料,在材料力学性能和导电性能的研究基础上,探究了不同掺量的聚合物乳液和导电填料及灰砂比对材料除氯性能的影响,并通过SEM扫描分析等手段分析了导电填料和聚合物乳液对材料性能的影响机制,探究了材料除氯防腐的作用机理。研究表明,掺适宜的导电填料和聚合物乳液,经过60 Ｖ直流电压电渗180 min后,可明显降低材料中氯离子含量,除氯效率较未掺导电填料试件提升84.24%。研究成果对降低海工混凝土中钢筋锈蚀、提升使用寿命提供了借鉴。     

氯盐环境下钢筋混凝土结构使用寿命评价的研究进展

氯离子引起的钢筋腐蚀是造成海洋环境下混凝土结构性能劣化的主要原因．氯盐环境下混凝土结构的使用寿命预测和寿命周期经济评价已成为目前研究的重点．文中讨论了混凝土结构使用寿命的定义，较为系统地总结和评述了近年来有关氯盐环境下混凝土结构使用寿命评价的研究进展，并提出了需要进一步研究的问题．     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋的力学性能退化规律及其影响机理。通过对取自历时两年干湿循环混凝土试件中的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验表明：当锈蚀率较小时，钢筋名义强度随之增加近乎线性下降；当锈蚀率较大时，钢筋名义、等效强度及延性均随之增加而下降；钢筋的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失；钢筋断裂形态随局部锈蚀特征变化；同等条件下细直径钢筋力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明：钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并无显著变化；钢筋名义强度的降低，主要是由于锈损引起横截面积减小导致抗力减小而造成的；锈蚀引起的钢筋面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致其伸长率减小的主要原因；附加弯矩作用是钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

海工水泥在洞头南塘中闸的应用研究

为提高海洋环境水利混凝土工程抗侵蚀能力,对以海工水泥为原材料提高混凝土抗氯离子性能展开研究。以洞头南塘中闸工程应用实例,总结施工质量控制注意要点。通过混凝土的数理统计和现场试验检测,对氯离子扩散系数和碳化深度进行对比,取得海工水泥混凝土抗氯离子渗透性能等相关成果。结果表明,海工水泥混凝土在海洋环境中其工作性能和强度、耐久性指标优良。     

氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能研究

基于试验、仿真及理论分析,探讨了氯盐环境下混凝土中锈蚀钢筋力学性能的退化规律及其影响机理。采用干湿循环法对钢筋混凝土试件进行了长达两年的锈蚀试验,对214根锈蚀钢筋进行机械拉伸试验。结果表明:当锈蚀程度较轻时,钢筋名义强度随锈蚀率增加呈线性下降;当锈蚀率较大时,钢筋名义、等效强度及延性均随其增加而下降;钢筋力与变形关系曲线中的屈服平台随锈蚀不均匀性增大逐渐缩短甚至消失;钢筋断裂形态与局部锈蚀特征相关,可分为三种类型;同等条件下细直径钢筋的力学性能对锈蚀更敏感。就试验现象进行理论和仿真分析表明:钢筋的实际抗拉强度在锈蚀前后并不降低;名义强度的降低,主要是由于锈损引起钢筋横截面积减小导致抗力减小而造成的;锈蚀引起的截面积减小、缺口效应及附加偏心作用是导致钢筋伸长率减小的主要原因;附加弯矩作用是导致钢筋力与变形关系曲线中屈服平台缩短、消失的主要原因。     

FRP混凝土梁的抗弯性能研究

钢筋的锈蚀一直是影响混凝土结构安全性、耐久性的主要原因。纤维增强聚合物(FRP)因具有耐腐蚀性好,质量轻、强度高的特点,被认为是可以替代钢筋的理想材料。然而,纤维材料由于材性不同会导致使用性能上存在较大的差异,因此文章采用等刚度原则研究了不同FRP筋在混凝土梁中的抗弯性能表现,试验的结果可为筋材在设计使用时提供参考。     

海洋生物附着对混凝土结构耐久性能影响

为研究海洋生物对混凝土结构的影响机理,分别对海洋动物、植物以及微生物3种类型的海洋生物进行分析,重点讨论3种生物对混凝土结构的腐蚀机理和增强机理,并对其利用和防治进行了详细论述。通过某码头混凝土桩的现场长期暴露试验,研究混凝土内部的氯离子浓度、混凝土电阻率及钢筋电位的分布规律。结果表明,浪溅区的表面氯离子含量低于潮汐区,而混凝土氯离子扩散系数较为接近。贝类生物的聚集作用对混凝土抗氯离子性能具有正负效应:一方面,贝类覆盖区混凝土的表面氯离子含量较低,表明贝类的存在有利于降低混凝土表面氯离子的聚集,在混凝土表面起到物理保护作用,一定程度上有利于阻止氯离子的入侵;另一方面,贝类覆盖区混凝土内氯离子扩散系数大于光滑表面区,贝类的存在可能导致混凝土本体发生变化,削弱了混凝土自身的抗氯离子侵蚀能力,加快了氯离子在混凝土内部的传输。有贝类聚集时,混凝土表面电阻最低,且混凝土内部钢筋的腐蚀电位较负,表明该区域混凝土内部钢筋的腐蚀风险最高,该海域贝类存在可能对混凝土的耐久性能造成不利影响。     

玻璃纤维聚合物筋混凝土梁正截面承载力的计算方法

本文以62根玻璃纤维聚合物筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的试验结果为依据，分析配筋率对开裂弯矩和极限弯矩的影响。结果表明，配筋率对开裂弯矩的影响较小；当玻璃纤维聚合物筋的配筋率在平衡配筋率和弯剪界限配筋率之间变化时，玻璃纤维聚合物筋混凝土梁的抗弯承载力随着配筋率的增大而增加。最后，讨论了玻璃纤维聚合物筋混凝土梁开裂弯矩和抗弯承载力的计算方法。