纤维编织网增强混凝土薄板力学性能的研究

为探讨纤维编织网对混凝土裂缝扩展行为的限制机理,进行了纤维粗纱从混凝土中拔出的粘结试验和纤维编织网增强混凝土(TRC)单向板的四点弯曲试验。结果表明:对纤维编织网环氧树脂浸渍并在表面粘砂,施加和提升预应力都能改善纤维和混凝土的粘结,使TRC的裂缝更加细密均匀;提高配网率同样能使裂缝细密均匀。预应力还可提高TRC板的开裂荷载和极限荷载。基于平截面假定,本文对TRC板的开裂荷载和弯曲极限承载力进行了计算分析,结果与试验比较吻合。     

预应力织物增强混凝土薄板弯曲性能试验研究

目前,织物增强水泥基复合材料仍处于试验与理论研究阶段。采用掺入和未掺入短切聚丙烯的两种混凝土基体制备成织物增强的混凝土薄板,并对织物施加不同的预应力,通过对比试验,考察了各类试件的比例极限强度、抗弯弹性模量、弯曲韧性及荷载-挠度曲线特征,试验表明预应力的增加能提高织物增强混凝土薄板的弯曲强度和抗弯刚度,而短切聚丙烯纤维的掺入改善了混凝土中应力的传递机制。     

短切纤维对磷酸钾镁砂浆抗弯性能影响的试验研究

为了研究短切纤维对磷酸钾镁水泥(简称MKPC)砂浆承载力和耗能性能的改善情况,对改性后的MKPC砂浆进行了四点弯曲试验,对比分析了纤维长径比、纤维种类、体积掺量、养护龄期和养护条件等因素对MKPC砂浆抗弯性能的影响。采用扫描电镜对短切纤维在MKPC水泥基体中的形貌进行了观察分析。研究结果表明:短切纤维的掺入均有利于提高MKPC试件的变形能力,反映承载力的大小与纤维品种和掺量有关;聚丙烯(PVC)纤维的掺入可能会带来初始缺陷,宜选用长径比更大的纤维,且掺量不宜高;E-玻璃纤维的掺入会使MKPC砂浆成型不密实,有较多孔洞,试件承载力明显下降;铜钢纤维对MKPC砂浆的耗能能力最明显,改善韧性的效果最佳;水养护条件下的试件承载力会明显降低,纤维的作用效果减弱;3种纤维均能够减缓MKPC砂浆构件裂缝的扩展,但在微观裂缝处的交联作用机理不同。     

短切玄武岩纤维混凝土简支梁正截面受弯性能试验研究

为研究短切玄武岩纤维混凝土(chopped basalt fiber reinforced concrete, CBFRC)梁的受弯性能,以短切玄武岩纤维长径比、局部纤维层高度和纵筋配筋率为主要研究变量,对12根CBFRC梁进行了四点弯曲静力试验,通过观测其裂缝开展和破坏模式,分析了各参数对CBRFC梁的受力性能增益效果。结合试验结果,给出了考虑纤维影响的CBFRC梁开裂弯矩和短期刚度的计算公式。研究结果表明：短切玄武岩纤维能有效改善混凝土的力学性能,可以较好地抑制裂缝开展,提高混凝土梁的承载力;当纵筋配筋率为0.91%～2.54%时,开裂荷载提高了16.6%～25.5%,屈服荷载提高了0.0%～8.9%,且提高幅度降低;纤维长度为6～18 mm时,开裂荷载提高了16.5%～53.8%,屈服荷载提高有限(2.9%～5.8%);随局部纤维层高度增加,梁的开裂弯矩提高、增益效果明显,当纤维层高度达到试验梁截面高度的35%时,才可发挥对应的全截面纤维梁的增强阻抑效果;建议的开裂弯矩、短期刚度的改进计算模型均与试验结果有较高的吻合程度,并通过已有的试验数据验证了该改进模型的准确性及适用性。     

短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究

对玄武岩纤维的研究已成为目前国内外研究的热点.在混凝土中掺加乱向短切玄武岩纤维后,其强度及抗裂性能均会得到改善.完成了涉及6种长径比和5种体积掺量的194个试件的试验,对短切玄武岩纤维体积掺量、长径比等因素对混凝土抗压、劈拉、弯拉强度的影响进行研究,积累了大量的数据,为进一步研究奠定了基础、积累了经验.     

纤维编织网增强ECC的拉伸和弯曲性能

通过拉伸和四点弯曲试验,研究了纤维编织网的层数及种类、纤维编织网表面浸胶粘砂处理以及聚乙烯醇(PVA)纤维体积分数对纤维编织网增强工程水泥基复合材料(TRE)拉伸和弯曲性能的影响,结果表明:和单层网TRE试件相比,双层网TRE试件的极限拉应力提高了将近1倍,极限弯曲荷载从单层碳纤维-玻璃纤维编织网TRE试件的0.73 ...     

氯盐干湿循环下纤维编织网增强混凝土力学性能

通过拉拔和四点弯曲试验研究了氯盐(NaCl)溶液作用下干湿循环次数、氯盐溶液浓度(质量分数)和短切纤维种类对纤维编织网增强混凝土(TRC)性能的影响.结果表明:在浓度为5.0%的氯盐溶液作用下,随着干湿循环次数的增加,TRC中纤维束与混凝土的界面性能呈现下降趋势,而TRC的抗弯强度有先提高后降低的趋势;在120次干湿循环作用下,随着氯盐溶液浓度的增加,纤维束与混凝土的界面黏结强度变化不大,而TRC的抗弯强度也呈现先升高后降低的趋势.掺加短切AR-glass纤维和PVA纤维均可提高纤维束与混凝土的界面性能及TRC的抗弯性能,且后者对TRC抗弯承载力的提高更为明显.     

碳纤维编织网增强超高韧性水泥基复合材料弯曲性能的试验研究

短纤维增强超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,通常称为ECC材料)可以将传统水泥基材料在抗拉荷载下单一裂纹的宏观开裂模式转化为多条细密裂缝的微观开裂模式,其极限拉伸应变可达2%甚至达6%,具有典型的应变硬化特性、显著的韧性特征和优良的耐久性能。纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,简称TRC)同样是一种新型的纤维增强水泥基复合材料,在这种复合材料结构中,直接将纤维粗纱沿混凝土结构中的应力主向连续布置,纤维对基体的增强效果得到了显著提高。采用纤维编织网与PVA短纤维相结合研究开发新型混凝土结构防裂新技术,结合PVA短纤维增强ECC和纤维编织网两种材料的优点,可以获得更为优良的抗裂和控制裂缝的能力,从而极大程度地提高混凝土结构的耐久性和使用寿命。通过四点弯曲试验,研究纤维编织网表面处理方法、水胶比、PVA纤维掺量对此种复合材料裂缝控制能力和承载能力的影响,并与TRC的弯曲性能作了比较。     

短切玄武岩纤维自密实混凝土力学性能的试验研究

研究了不同体积掺量短切玄武岩纤维对C50自密实混凝土的工作性能、立方体抗压、轴心抗压、劈拉、抗折强度等的影响,并与普通自密实混凝土进行了对比。结果表明,在混凝土基体不变情况下,掺入玄武岩纤维后自密实混凝土工作性能、立方体抗压强度和弹性模量略有下降;其体积掺量为1.2‰时,28d和60d劈裂强度分别提高18%和11%,抗折强度提高25%。     

织物增强混凝土薄板加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究

提出一种采用织物增强混凝土(TRC)薄板加固钢筋混凝土梁的方法,以梁两端纯弯区外侧400mm范围内的锚固方式和加固层织物网层数为主要变化参数,进行3组10根TRC薄板加固钢筋混凝土梁和2根对比梁的受弯性能试验研究,分析加固梁的破坏模式、荷载-挠度关系、荷载-钢筋应变、荷载-混凝土应变关系、裂缝开展情况,研究配网率对受弯承载力的影响。研究结果表明:TRC薄板加固可以有效地提高梁的开裂荷载、屈服荷载和极限荷载;加固后梁的延性略有降低;当配网率提高到一定程度后,加固梁承载力主要由加固层与老混凝土之间的局部脱粘破坏决定。根据不同的破坏模式,提出了TRC薄板加固梁的受弯承载力计算方法,给出了相关计算公式。     

纤维束编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁疲劳破坏试验研究

为研究纤维束编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁的疲劳性能,首先制作10根钢筋混凝土梁试件,并对其中的9根用纤维束编织网增强混凝土进行加固,1根作为对比梁未进行加固,然后采用三分点弯曲加载对试件施加疲劳荷载。试验研究了加固方式、配网率、配筋率、损伤程度等4个因素对加固梁的疲劳裂缝扩展及变形发展的影响。试验结果发现：纤维束编织网增强混凝土加固可以显著提高RC梁的受弯疲劳寿命。加固梁的裂缝数量多于非加固梁,裂缝宽度小于非加固梁。在疲劳荷载作用下,加固梁的裂缝及挠度发展都呈现初始发展、稳定发展、迅速发展三个阶段。针对加固形式,三面加固对斜裂缝的控制优于单面加固。加固前的静力损伤会影响加固梁的裂缝宽度,静力损伤越大,疲劳加载时的裂缝宽度越宽。配网率会影响加固梁最终破坏时的挠度,当配网率大于某一值时,加固梁最后破坏时的挠度明显增加;配筋率的增加可以延长挠度的稳定发展阶段。最后通过回归分析,得到了加固梁的疲劳刚度的算式,由该式计算的结果与试验结果符合良好,可为工程使用提供理论依据。     

织物增强混凝土加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验研究

基于不同剪跨比的织物增强混凝土(TRC)加固RC梁的斜截面抗剪承载力试验,研究被加固梁的斜截面抗剪承载力及其破坏形态的变化,并研究剪跨区加固后梁的变形特点。试验结果表明,加固措施可以有效地提高梁的斜截面抗剪承载力,改善梁的斜截面破坏的脆性,对斜裂缝的发展有一定的约束作用,并减小梁在斜裂缝出现前的挠度。试验还表明,对剪跨比较大的RC梁,采用织物增强混凝土薄板加固后,其斜截面抗剪承载力提高幅度较大:当剪跨比为1时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高4%;当剪跨比为2.5时,加固后梁的斜截面极限抗剪承载力提高68%。在试验研究的基础上,给出TRC薄板加固梁的受剪承载力设计计算公式,公式计算结果与试验结果基本吻合。     

织物增强混凝土与钢筋混凝土构件界面粘结性能试验研究

本试验共设计制作了45个试件,以老混凝土的界面处理方式和TRC加固层数为参量,研究了TRC与RC构件的界面粘结性能。试验使用双面剪切试验方法,试验结果表明,TRC加固层数的增加有利于改善其界面抗剪强度,且凿糙、植筋和沟槽等界面处理方法均能有效提高TRC与RC的粘结抗剪强度,其中凿糙对抗剪强度提高的贡献程度较大。试验表明,老混凝土界面最佳粗糙度为2～4 mm,最佳植筋率为0.33%左右。     

超低温下钢筋混凝土梁开裂前受力性能试验研究

为了对超低温下钢筋混凝土构件设计提供更充分的参考依据,利用自主研发的超低温加载试验箱,实现对构件进行降温和加卸载及应变测试同步进行的预期目标,对钢筋混凝土梁进行温度0～-165℃范围内的四点弯曲试验研究.采用电阻应变仪测试钢筋混凝土梁跨中截面的应变值,对每个测点基于原位补偿分离出荷载作用引起的应变,从而分析钢筋混凝土梁...     

钢骨高强混凝土框架柱开裂荷载的试验研究

在11根钢骨高强混凝土框架柱的单调，低周反复加载试验基础上，通过理论分析和相关试验数据的回归，考虑了钢骨高强混凝土框架柱与钢骨混凝土框架柱开裂荷载计算的区别，并给出了计算公式。     

塑性铰区采用FRC柱试验研究及正截面承载力分析

采用简化的纤维增强混凝土应力应变关系,根据截面变形的平截面假定和截面力的平衡方程,推导出塑性铰区采用纤维增强混凝土柱在不同极限状态时的曲率。根据各极限状态点曲率,求得截面上各分布力,对截面形心轴取距,到塑性铰区采用FRC柱的开裂、屈服、峰值和极限点的弯矩表达式。与试验结果对比表明,计算值与试验值吻合较好。     

玄武岩纤维混凝土基本力学性能试验研究

采用短切浸胶玄武岩纤维,按0、1、2、3、4、5 kg/m3等不同纤维掺量制作玄武岩纤维混凝土试件,进行了抗压强度、劈裂强度和抗折强度试验,研究了不同掺量与强度之间的关系。当纤维掺量为4 kg/m3,抗压强度提高率为46.3%;当纤维掺量为3 kg/m3,劈裂强度提高率为27.3%,抗折强度提高率为25.0%。试验结果表明,掺加玄武岩纤维后混凝土抗压强度、劈裂强度和抗折强度提高较明显。     

混杂尺寸纲纤维混凝土试验研究

对4种不同的钢纤维混凝土和2种相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲实验.结果表明,钢纤维混凝土的上述强度明显优于素混凝土的相应强度;而钢纤维再生混凝土的上述强度明显优于钢纤维卵石混凝土的相应强度;混杂尺寸钢纤维混凝土的上述强度不如单一尺寸钢纤维混凝土的相应强度.     

高温后钢筋混凝土短柱抗震性能试验研究

通过对7根高温后钢筋混凝土短柱试件和1根常温对比试件的拟静力试验,研究受火时间、轴压比和剪跨比对火灾后钢筋混凝土短柱的破坏形态、受剪承载力、骨架曲线、刚度退化、延性比、滞回耗能等的影响。利用有限元程序计算了高温后截面混凝土抗压强度的平均折减系数,提出了四周受火后钢筋混凝土柱受剪承载力的计算方法。研究结果表明：高温后短柱的受剪承载力随受火时间的增加、剪跨比的增大而减小;剪跨比对受火前后受剪承载力影响变化的程度相差较小;高温后短柱的受剪承载力先随轴压比的增大而增大,但当轴压比增大至界限轴压比后,受剪承载力反将降低,且高温后柱的界限轴压比较未受火时有减小趋势;提出的高温后钢筋混凝土柱受剪承载力计算式具有一定的安全保证率,可用于火灾后该类构件受剪性能的损伤评定。