SHCC增强混凝土叠合梁弯曲性能及韧性分析

应变硬化水泥基复合材料(SHCC)具备优越的拉伸性能与裂缝控制能力,用以提高混凝土材料韧性且以无害化裂缝应对结构变形,将是合理利用SHCC材料、提高加固补强有效性的重要手段.通过四点弯曲试验对不同SHCC层厚增强混凝土叠合梁开裂模式、承载变形能力进行系统分析,并结合JSCE-SF4方法与PCSm方法对不同SHCC层厚叠合梁进行韧性分析.结果表明,SHCC层起到有效约束与分散裂缝作用,随着SHCC层厚度的增加,裂缝的产生与发展模式发生变化.叠合梁试件荷载-挠度曲线均表现出典型弯曲应变硬化特征,承载力与变形随着SHCC层厚的加大均得到大幅度提高.叠合梁韧性随SHCC层厚增大而提高,但SHCC层厚达到37.5％梁高后增长缓慢.     

塑料拉伸性能标准与试验技术探讨

分析比较了ISO527-1、ASTM D638以及GB/T 1040.1中关于塑料拉伸试验方法的异同,着重讨论了这些标准在测试技术上的不同要求,探讨了试验机性能对试验结果的影响,并提出了对试验机机械结构及测控系统软硬件设计的技术要求。     

不同直径GFRP筋的拉伸性能尺寸效应试验研究

利用电液伺服万能试验机对5种不同直径的GFRP筋进行了拉伸性能试验,研究了尺寸效应对GFRP筋拉伸性能指标的影响规律。试验结果表明,尺寸效应对极限强度和极限拉应变的影响比较明显,随直径的增大而减小,而对弹性模量的影响不明显;试样的拉伸破坏模式为劈裂破坏;应力-应变曲线呈现出线性关系;弹性模量的平均值为48.06GPa;相同直径下不同长径比试样对极限强度的影响需要进一步深入研究。     

不同龄期钢纤维增强水泥砂浆纤维拉拔试验与模拟研究

钢纤维增强水泥基复合材料作为一种多相复合材料,其增强增韧效果的发挥依赖于钢纤维与基体之间的界面粘结性能。通过开展不同龄期的钢纤维增强水泥基复合材料单根纤维拉拔试验及数值模拟研究,分析了龄期对钢纤维增强水泥砂浆界面粘结性能的影响,建立了不同龄期的单根纤维拉拔细观模型,通过将模拟结果与试验结果进行对比验证模型的有效性。根据所建立的细观模型分别对不同龄期钢纤维增强水泥砂浆纤维-基体间的界面粘结作用机理及纤维-基体间粘结表面在纤维拔出过程中的应力变化进行了分析。结果表明:所建立细观模型模拟得到的纤维最大拉拔力及荷载-滑移曲线与试验结果吻合较好,钢纤维的最大拉拔力及钢纤维-水泥砂浆基体的界面粘结强度均随着龄期的增加而增加;在7 d龄期内界面粘结强度的增长速度较快,7 d龄期后增长速度放缓;随着龄期的增加,不同龄期段的界面粘结强度的增长率逐渐减小并趋于稳定。采用拟合得到的粘结表面材料参数能够有效模拟各龄期下单根钢纤维从水泥砂浆中的拔出过程。     

不同龄期碱矿渣陶粒混凝土抗压强度试验与能量特征分析

采用煤矸石陶粒与矿渣制备碱矿渣陶粒混凝土,可实现煤矸石和矿渣等固废的再利用。为研究龄期与陶粒掺量对碱矿渣陶粒混凝土抗压强度及能量特性的影响,对不同龄期(1 d、3 d、7 d、14 d、28 d)与不同陶粒体积掺量(0%、25%、50%、75%、100%)的碱矿渣陶粒混凝土进行单轴压缩试验。结果表明,不同龄期与陶粒掺量下混凝土应力-应变曲线均经历了压密阶段、弹性变形阶段、裂缝开展阶段、破坏阶段,煤矸石陶粒的掺入使呈混凝土呈现一定的延性特征。抗压强度、弹性模量与龄期呈良好的正相关指数函数关系,与陶粒掺量呈良好的负相关二次函数关系。随龄期的延长,总能量和弹性能不断升高,耗散能先降低后升高;随陶粒掺量的增大,总能量和弹性能逐渐降低,耗散能先升高后降低。     

粉煤灰对PVA纤维/水泥基体界面作用及复合材料拉伸性能的影响

本文研究了粉煤灰掺量对基体强度、聚乙烯醇(PVA)纤维/水泥基体间界面作用以及无表面修饰PVA纤维应变硬化水泥基复合材料(SHCC)拉伸性能的影响。结果表明,随着粉煤灰掺量的增加,基体的28 d抗压强度在18~93 MPa内呈下降趋势。单轴拉伸试验结果表明,掺入20%(质量分数,下同)和50%粉煤灰对SHCC的影响不明显,随着粉煤灰掺量增至67%和80%,SHCC的多微缝开裂和应变硬化特征呈增强趋势,极限应变值也相应增大,最高达7.2%,并且具有轻质特性。单纤维拔出试验结果显示,高掺量粉煤灰不仅可以降低PVA纤维与基体间的化学黏结作用,还能减弱界面摩擦作用,从而有效抑制了PVA纤维在拔出过程中出现过早断裂,显著提高了无表面修饰PVA纤维SHCC的延展性。     

不同龄期和硫酸盐作用下大理石粉对水泥固化氯离子性能影响研究

研究了硫酸盐作用下大理石粉对水泥固化氯离子性能的影响规律及作用机理.试验结果表明:水泥-大理石粉硬化浆体氯离子固化率,1d龄期之前快速增长,1～3d龄期增长变缓,3～7d龄期进一步减缓,7～28 d龄期时增加缓慢,1d、3d和7d龄期的分别达到28 d的50％、70％和95％.随着大理石粉掺量的增加,水泥浆体的氯离子固化率,6h、12 h、1d龄期增大,3d、7d、28 d龄期降低;随着硫酸盐浓度增加,其氯离子固化率降低.XRD分析表明大理石粉对水泥浆体28 d龄期的Freidel's盐生成量影响不大,硫酸盐抑制水泥-大理石粉浆体Freidel's盐生成.     

基于温度-应力试验的混凝土抗裂性研究进展

阐述了开裂试验架和温度–应力试验机的工作原理、仪器设备发展和完善的过程。介绍了过去40年里基于温度–应力试验的早龄期混凝土抗裂性研究的进展情况。给出了采用温度–应力试验机考察骨料品种和温度历程对早龄期混凝土抗裂性影响的两个研究案例。对温度–应力试验需要进一步深入研究的几个问题进行了探讨,如：试验设备和试验方法的标准化、约束度控制、弹性模量测试精度、试件的损伤累积及早龄期徐变计算方法等。     

充填用煤矸石泡沫混凝土的制备与性能研究

以未经煅烧煤矸石5 mm筛下颗粒料和普通硅酸盐水泥制备密度为800 ～ 1200 kg/m3充填用煤矸石泡沫混凝土.研究了早强剂与煤矸石泡沫料浆的相容性及其早强效果和煤矸石泡沫混凝土抗压强度影响因素,测定了泡沫混凝土的应力-应变曲线,对断面形貌进行了观察.研究结果表明,3种早强剂与煤矸石泡沫料浆都有很好的相容性,氯化钙的早强效果最好;随着密度增大、龄期延长、水泥掺量增加、水泥等级提高,泡沫混凝土的强度增加;潮湿环境下煤矸石泡沫混凝土的抗压强度不降反升;遭受破坏时泡沫混凝土能维持一定时间较大应力;随着泡沫混凝土密度减小,孔径变大,气孔分布不均匀性增大.     

受冻融混凝土动态抗压特性试验研究

通过对受冻融混凝土试件进行单轴动态抗压试验,分析了冻融次数(0、25、50和75次)及应变速率(10-5 s-1、10-4 s-1和10-3 s-1)对混凝土抗压强度、峰值应变和应力-应变曲线的影响.结果表明:不同应变速率下受冻融混凝土的破坏特点有所差异,随着应变率的提高,试件断面更加平整,有较多粗骨料发生破坏;相同冻融次数下,随着应变率的增大,抗压强度明显增加,而峰值应变减小,应力-应变全曲线的峰值点呈前移和上升的趋势,曲线上升段斜率逐渐增大且长度也随之增大,下降段越为陡峭,表现明显的脆性特点;相同应变率下,随着冻融次数的增加,抗压强度均有所降低,而峰值应变逐渐增大,应力-应变全曲线的峰值点表现为明显下降和后移的趋势,其曲线下包面积减小,吸收能量的能力变差;通过对试验结果分析,建立了考虑应变率影响的受冻混凝土受压应力-应变曲线方程.     

第十四节 橡胶老化性能的测定（拉伸应力松驰试验）

橡胶试样在应变状态下，其应力随时间的变化是物理和化学作用的结果。当薄橡胶试样在高温下较长时间暴露于含氧气氛中时，以化学过程为主。因此，在这种条件下，经过一段时间的暴露老化，可以通过拉伸变形的薄橡胶试样的应力变化，来测定橡胶的老化性能。     

不同应变速率下橡胶混凝土损伤本构模型

为获得低应变速率下橡胶混凝土的力学性能,本文进行了不同应变速率下橡胶混凝土的轴压试验,分析了混凝土细骨料的橡胶颗粒体积替换率和应变速率对橡胶混凝土力学性能的影响规律。结果表明,随着应变速率的增加,橡胶混凝土的应力-应变关系曲线和抗压强度均呈现增大的趋势,橡胶混凝土初始损伤值呈现递减的趋势,但应变速率对橡胶混凝土的弹性模量影响不显著。当应变速率从3.3×10^-5/s增加至3.3×10^-3/s时,橡胶体积替换率为0%、20%和30%的橡胶混凝土抗压强度分别增加了31%、24%、10%。当橡胶体积替换率率从0%变化到30%时,承受应变速率为3.3×10^-5/s、3.3×10^-4/s和3.3×10^-3/s的橡胶混凝土抗压强度分别减少了17%、15%、30%;橡胶混凝土的耗能随着加载速率的增加,整体呈现增大的趋势。最后基于试验数据建立了不同应变率下橡胶混凝土的损伤本构关系模型,并采用试验数据验证了新建立模型的准确性。     

高强珊瑚混凝土(HSCC)单轴受压性能试验研究

骨料强度低、缺陷明显导致珊瑚混凝土难以应用于高强度或特殊防护结构。采用小粒径级配的珊瑚砂完全取代粗骨料制备高强珊瑚混凝土(HSCC),系统测试了HSCC的基本力学性能、单轴受压性能和孔隙率等。结果表明:优化骨料粒径和配合比制备的HSCC强度等级为C105,轴心抗压强度与立方体抗压强度的比值在0.86~0.94;未掺加纤维的HSCC失效模式为爆炸性破坏,掺加体积率为0.43%的聚丙烯纤维(PPF)的HSCC表现出明显的延性破坏特征,破坏后在20%~30%极限强度时进入残余强度转折点;HSCC孔隙率约在4.7%~6.9%,干表观密度为2 230~2 310 kg/m³,表面宏观孔洞较少,通过扫描电镜发现骨料边缘填充情况较好。     

CL30橡胶轻集料混凝土应力应变全曲线试验研究

通过对不同橡胶集料掺量的CL30橡胶轻集料混凝土（CTLC）的单轴受压试验,测得了其应力-应变全曲线。CTLC应力-应变全曲线的峰值应变、拐点应变和收敛点应变与橡胶掺量有良好的线性关系。     

PLA/PBAT原位微纤复合材料的制备与性能研究

采用自制的多级挤出拉伸装置实现了聚乳酸(PLA)在聚对苯二甲酸-己二酸-丁二醇酯(PBAT)中原位成纤,并对PLA/PBAT原位微纤复合材料的微观形貌、力学性能、流变性能进行了研究.结果 表明,PLA在PBAT基体中形成了微纤,随着PLA含量的增加,PLA微纤的平均直径增大;纯PBAT经多级挤出拉伸装置制得的片材的拉伸...     

GFRP杆抗压应变率效应试验研究

为了研究玻璃纤维增强塑料(GFRP)杆的抗压性能,采用WAW600微机控制电液伺服万能试验机和Φ37分离式霍普金森压杆(SHPB)试验设备,对GFRP杆分别进行了准静态抗压性能和冲击性能试验。准静态条件下,该材料没有明显的屈服特征与塑性变形,表现出典型的脆性破坏特征;加载速度为100~500N/s时,应变率效应敏感。冲击载荷作用下,该材料的峰值应力、峰值应变及应力-应变曲线上升段斜率随应变率的提高而增大;抗压强度提高幅度较大,动力提高系数大于1.35,高达1.58。     

单轴荷载作用下钢纤维混凝土疲劳性能研究

利用多轴子结构万能疲劳试验机,进行钢纤维混凝土的疲劳试验研究,得到钢纤维混凝土在拉压循环试验荷载作用下的受力状况、破坏形式以及变形等力学性能参数。依据设计试验得到的数据,拟合作出试验试件的疲劳寿命曲线,以及钢纤维混凝土在疲劳荷载作用下,变形随加载周期的变化规律。结果表明,钢纤维混凝土的疲劳性能明显高于普通混凝土,其疲劳强度较普通混凝土提高40%左右。     

自密实混凝土的力学性能试验

为进一步了解自密实混凝土的力学性能,进行了自密实混凝土立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、抗折强度和应力-应变全曲线等基本力学性能试验,并在试验基础上,分析了各强度指标之间的相互关系,建立了棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量以及抗折强度与立方体抗压强度之间的关系式．结果表明：试验方法对自密实混凝土的抗压强度有较大影响;自密实混凝土应力-应变全曲线的计算曲线与试验曲线吻合良好．     

淀粉/PP基发泡包装材料静态缓冲性能分析

以淀粉/聚丙烯(PP)基发泡缓冲包装材料为研究对象，通过静态压缩试验得到材料的应力-应变曲线和能量吸收图，研究了初始应变率和湿度对该材料静态压缩缓冲性能的影响，构建了基于初始应变率和相对湿度的静态压缩本构模型。结果表明，当静态压缩时，材料的应变率效应较显著。该材料的应力和能量吸收随着初始应变率的增大而增大。当相对湿度为50%,应变为0.6时，随着初始应变率由0.002 s^-1增大至0.01、0.017、0.033、0.05 s^-1,材料的应力分别增大了5.4%、12.51%、20.97%、26.3%,能量吸收分别增大了0.69%、7.18%、12.27%和19.21%。湿度对该材料的影响较大，该材料静态压缩力学性能随着相对湿度的增大显著降低，当初始应变率为0.017 s^-1,应变为0.6时，随着相对湿度由50%增大至70%、80%、90%,该材料的应力分别下降了7.26%、19.39%和39.42%,能量吸收分别下降了17.93%、25.7%和43.84%。另外，构建了基于初始应变率和湿度的淀粉/PP基发泡材料的静态压缩...     

玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸性能

本文通过实验对由GF/PP复合纱制得的玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸性能进行了研究.拉伸应力-应变曲线研究表明,玻璃纤维针织物增强聚丙烯复合材料的拉伸应力-应变曲线与纯聚丙烯的形状相似,且玻璃纤维针织物的加入确实提高了纯聚丙烯的拉伸性能;对断裂面进行的研究表明,研究中的复合材料的纤维/基体界面结合情况良好.