纤维筋与高强纤维混凝土的粘结性能

为了对比BFRP和GFRP筋与高强玄武岩纤维混凝土的粘结强度,选用直径14的FRP筋埋入玄武岩纤维混凝土的立方体试块中进行拉拔试验,通过改变FRP筋锚固长度以及纤维掺量,研究高强玄武岩纤维混凝土与FRP筋的粘结性能.     

纤维筋与玄武岩纤维混凝土粘结性能

为了对比BFRP和GFRP筋与玄武岩纤维混凝土的粘结强度,选用直径14的FRP筋埋入玄武岩纤维混凝土的立方体试块中进行拉拔试验,通过改变FRP筋锚固长度以及纤维掺量,研究玄武岩纤维混凝土与FRP筋的粘结性能.     

新型FRP筋粘结性能研究

基于33个拉拔试件和27个梁式试件的试验结果,对新型FRP筋与不同环境介质(包括混凝土C30、掺纤维与不掺纤维的混凝土C50、R42.5水泥浆以及环氧树脂等)之间的粘结性能进行了较为系统的研究。研究表明,新型FRP筋的粘结强度略低于钢筋;混凝土强度等级对FRP筋的粘结性能影响较大,但是否掺加聚丙烯纤维对其粘结性能影响较小;基于梁式试验的FRP筋粘结强度稍低于基于拉拔试验的FRP筋粘结强度。     

不同侵蚀环境下玄武岩纤维筋的耐腐蚀性及强度变化规律研究

侵蚀环境下玄武岩纤维筋(BFRP筋)的耐腐蚀性和强度变化直接关系到BFRP筋预应力锚索的锚固性能和加固效果,通过配制pH为3、8、13的酸碱溶液、人工海水、蒸馏水等5种侵蚀溶液模拟不同侵蚀环境,进行了BFRP筋的耐腐蚀性与强度变化规律研究,结果表明:侵蚀溶液作用前后BFRP筋保持线弹性变形行为,经过不同溶液浸泡后BFRP筋强度随浸泡时间呈现出近似线性的衰减趋势,随浸泡时间增加,当浸泡溶液渗入环氧树脂基体内部后,由于溶液对环氧树脂基体的固化交联作用增强,环氧树脂基体强度增加,而侵蚀溶液长期作用下溶液与玄武岩纤维硅氧四面体桥氧的化学反应造成筋材内部结构缺陷是导致BFRP筋强度降低的主要原因。相比于酸性溶液、蒸馏水、人工海水,碱性溶液与玄武岩纤维的化学反应更为剧烈,在其侵蚀作用下BFRP筋的强度降低最为明显。研究成果可为BFRP筋广泛应用于各类腐蚀环境下岩土锚固工程提供参考和技术指导。     

玄武岩-聚丙烯混杂纤维再生混凝土粘结性能研究

玄武岩纤维增强复合筋具有较好的耐腐蚀性,但是冻融破坏会导致其与混凝土间的粘结性能下降。基于国内外研究现状,采用普通中心拔拉试验对混杂纤维再生混凝土与复合筋间的粘结性能进行研究。分析了冻融循环次数、玄武岩-聚丙烯混杂纤维掺量对粘结性能的影响。研究表明:玄武岩-聚丙烯混杂纤维掺入再生混凝土后,复合筋与混凝土间的粘结强度有所下降,但混凝土的延性有所提高;纤维掺量过多不利于提高复合筋与混凝土间的粘结强度;随着冻融次数的增加,粘结应力峰值逐渐提高,试件发生劈裂破坏。     

微胶囊-玄武岩纤维/水泥自修复复合材料超声波性能

以水泥、玄武岩纤维和环氧树脂微胶囊为原料,制备微胶囊玄武岩纤维/水泥自修复复合材料,研究纤维掺量、微胶囊质量分数、水灰质量比和养护龄期密度对复合材料超声波性能的影响,采用正交试验确定微胶囊玄武岩纤维/水泥自修复复合材料超声波性能的最佳配合比。试验结果表明,超声波声时随着纤维掺量、微胶囊质量分数及水灰质量比的增加,均呈现增加的趋势,随着养护龄期的增加而降低;超声波波幅随着纤维掺量的增加变化不明显,随微胶囊质量分数及水灰质量比的增加均呈先增加后降低的趋势,随养护龄期的增加而增加;超声波频率随着纤维掺量的增加变化不明显,随微胶囊质量分数及水灰质量比的增加均呈先增加后降低的趋势,随养护龄期的增加而增加;复合材料经损伤后修复,超声波波速修复率为113.67%,恢复率为101.04%;超声波波幅修复率为175.07%,恢复率为102.32%。     

模拟混凝土碱性环境下FRP筋的耐久性

通过碱溶液模拟混凝土内部孔隙水的碱性环境,研究了碱性环境对玻璃纤维增强塑料筋(GFRP筋)和玄武岩纤维增强塑料筋(BFRP筋)的拉伸强度、拉伸弹性模量以及剪切强度、破坏形态等的影响。结果表明:碱溶液作用降低了GFRP筋的拉伸强度和剪切强度,降低程度与时间有关;GFRP筋在碱溶液中发生了后固化反应,GFRP筋的力学性能变化是碱溶液作用和后期固化程度综合影响的结果。碱溶液作用降低了BFRP筋的拉伸强度、拉伸弹性模量和剪切强度,随着碱溶液作用时间的增加,拉伸强度与拉伸弹性模量降低程度有增加的趋势。玻璃纤维和玄武岩纤维中的Si-O键在水分子和碱溶液OH-作用下断裂,树脂基体中的酯键在碱溶液中水解以及纤维和树脂之间的粘结界面性能的退化是GFRP筋和BFRP筋力学性能退化的主要原因。BFRP筋的耐碱性比GFRP筋差,文章给出了机理分析并对提高FRP筋的耐碱性提出了相关建议。     

卤水腐蚀对改性磷酸镁混凝土与钢筋粘结滑移性能影响

为考察卤水腐蚀对改性磷酸镁混凝土（单掺聚丙烯纤维、单掺二氧化硅、双掺聚丙烯纤维和二氧化硅）与钢筋粘结滑移性能的影响,通过模拟青海盐湖地区卤水腐蚀环境,对45块磷酸镁钢筋混凝土试件进行不同次数的卤水腐蚀,并对其进行拉拔试验。实验结果表明：磷酸镁混凝土与钢筋的破坏形态主要有拉拔破坏和劈裂破坏两种;粘结滑移的完整过程由刚性阶段、强化阶段、弱化阶段和残余阶段组成;在卤水腐蚀环境下,随着腐蚀次数的增加,改性磷酸镁混凝土与钢筋的粘结滑移发生了显著的退化（退化顺序由高到低为,双掺聚丙烯纤维和二氧化硅>单掺二氧化硅>单掺聚丙烯纤维>无添加）。在试验基础上,提出了改性磷酸镁混凝土在卤水腐蚀环境下与钢筋之间的粘结滑移性能及曲线,揭示了它们之间的粘结滑移规律,建立了本构关系模型,该曲线与试验值吻合良好。     

玄武岩纤维喷射混凝土在热害环境下的性能试验研究

以隧道热害问题为背景,通过模型试验、近似模拟湿喷技术、定量分析及微观测试相结合的方法研究不同掺量玄武岩纤维喷射混凝土劈裂强度和粘结强度等力学性能的影响,横向对比标准养护和干热养护下的不同体积掺量的玄武岩纤维混凝土的力学性能,同时也加入硅灰以及钢钎维作为参照,以便从机理程度上提出更有效的解决热害措施。试验研究表明:在混凝土中加入玄武岩纤维,对混凝土起到了增强和阻裂的作用,改善了混凝土的脆性易裂的破坏状况。干热环境下,加入少量的玄武岩纤维能够提高混凝土的力学性能。当玄武岩掺量为0.1%玄+5%硅灰时,喷射混凝土的力学性能最好,加入0.2%玄武岩纤维掺量,也有一定程度的改善。实际隧道施工中,可通过加入适量的玄武岩纤维和适量的硅灰,可降低混凝土在热害环境下的危害。     

超高强水泥基复合材料力学及收缩性能研究

选取钢纤维和玄武岩纤维进行试验,研究了两种纤维掺量以及硅灰掺量对超高强水泥基复合材料抗压抗折强度、疲劳性能以及体积收缩率的影响。结果表明,纤维和硅灰的加入能有效改善水泥基材料的力学及收缩性能,钢纤维对水泥基材料强度提升较大,但玄武岩纤维表现出与材料更好的相容性,1.5%钢纤维、0.1%玄武岩纤维改善效果最明显,抗折、抗压强度分别提高了12.6%、3.0%和21.2%、2.7%,体积收缩率降低了12.2%、5.4%,且1.5%钢纤维的疲劳寿命是不掺纤维的近4倍,最大跨中挠度曲线呈现明显的阶段性特征;8%硅灰改善效果最大,抗折、抗压强度分别提高了13.3%、10.4%,体积收缩率降低了28.8%。     

纤维对GFRP筋与自密实混凝土基体粘结性能影响分析

通过18个中心拉拔试件试验,研究在基体中加入不同纤维(聚丙烯长纤维(PPA)、聚丙烯短纤维(PPB)、钢纤维(SF)以及混杂纤维)对玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋与混凝土基体粘结性能的影响,旨在寻找改善GFRP筋与混凝土基体粘结性能的有效途径。参照德国纤维混凝土标准DBV和国际材料与结构研究试验联合会标准RILEM弯曲韧性评价方法,采用等效抗弯强度和变形能来评价粘结韧性。试验结果表明：与素混凝土（NC）基体相比,GFRP筋与掺入混杂钢纤维与聚丙烯长纤维以及各自单掺基体的粘结强度可提高13%～35%,还可改善粘结韧性;同时,GFRP筋与基体的粘结强度随钢纤维掺量增大而提高。根据试验结果拟合得出粘结滑移曲线上升段的模型参数,计算结果与试验结果吻合良好。图11表6参13     

BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能试验研究

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土的黏结性能,选用直径16 mm的BFRP筋埋入纤维再生混凝土中进行中心拉拔试验,研究玄武岩短切纱体积掺量、长度以及再生混凝土强度等级对其影响。试验结果表明:0.2%的纤维体积掺量对黏结强度增强效果最好,纤维长度对黏结强度影响较小,再生混凝土强度等级的提高对黏结强度有增强作用但程度有限;掺入玄武岩短切纱后可以明显改善混凝土的脆性性能,合理控制纤维掺量可以有效地增强BFRP筋与再生混凝土的黏结强度。     

玄武岩纤维筋的性能及应用研究综述

玄武岩纤维筋是一种将玄武岩纤维原材料与有机树脂基体材料按一定比例融合并加入适量辅助剂而形成的一种高性能新型复合材料,在土木工程领域有着极大的应用前景。本文着重介绍并总结了玄武岩纤维筋的性能特点及在工程实例中的探索与应用。     

玄武岩纤维混凝土补强新老混凝土粘结性能试验研究

掺入玄武岩纤维作为一种改善混凝土收缩性能的有效手段,常常与添加减缩剂以及结合面增糙等手段联合应用于增大截面法的破旧混凝土修复工作中。从影响新老混凝土结合的3个主要因数（结合面粗糙度、减缩剂掺量以及玄武岩纤维掺量）开展混凝土试件的室内收缩试验。试验结果表明,新老混凝土试件收缩发展曲线大致经历了早期快速发展、后期平缓稳定发展两阶段,新老混凝土试件收缩随着结合面粗糙度的增加、减缩剂掺量的增加、玄武岩纤维掺量的增加而减小,其中玄武岩纤维掺量对新老混凝土粘结收缩性能影响最为显著。     

碱性环境中BFRP筋耐腐蚀性能试验研究

针对玄武岩纤维增强树脂基复合筋材(BFRP筋)在碱性环境中的耐腐蚀性能和腐蚀机理进行了试验研究,试验变量包括树脂基体种类、碱性环境类别、腐蚀龄期等。碱性环境包括碱溶液浸泡和潮湿混凝土包裹两种,筋材分为环氧树脂基体复合筋(BE筋)和乙烯基酯树脂基体复合筋(BV筋),试验最长龄期为120d。为加速腐蚀效果,试验采用60℃的高温浸泡。并采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀前后的筋材微观结构进行分析,对腐蚀机理进行了研究。试验结果表明:BE筋腐蚀前后强度均高于BV筋,BE筋的耐碱性能优于BV筋;SEM观察发现沿筋材径向,BE筋中出现明显的腐蚀层和未腐蚀层的分界,而BV筋中没有出现明显的纤维松散层,但是出现了大量的界面脱粘和微裂缝,分析认为强度退化主要是由纤维/树脂界面脱粘导致纤维不能协同受力引起;通过对BFRP筋在直接碱溶液浸泡和混凝土包裹环境下浸泡后的退化规律的比较分析得出,两种情况下的时间转换因子为2.67。     

钢渣粉和玄武岩纤维对硫氧镁水泥砂浆强度与耐久性能的影响

为研究钢渣粉和玄武岩纤维对硫氧镁水泥(MOC)砂浆强度与耐久性能的影响,对不同钢渣粉掺量和不同玄武岩纤维掺量的MOC砂浆的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗硫酸盐侵蚀性能进行了测试。结果表明:适当掺量的钢渣粉和玄武岩纤维均可提高MOC砂浆的强度和耐久性能,双掺钢渣粉和玄武岩纤维的MOC砂浆在玄武岩纤维掺量为0.9%、钢渣粉掺量为20%～30%时性能较好,其抗压和劈裂抗拉强度较基准组分别提高约30%和80%,且在5%Na_2SO_4溶液中浸泡28 d的强度损失率与基准组砂浆相比减少50%左右。     

BFRP筋ECC粘结滑移试验与本构模型

玄武岩纤维复合筋(BFRP)具有高强轻质的特点,纤维增强水泥基材料(ECC)具有很强的抗裂能力。BFRP筋-ECC协同工作可以解决混凝土结构容易开裂、内部钢筋容易锈蚀的问题,大大提高结构的耐久性。为了探明BFRP筋与ECC的整体工作能力,文中开展中心拉拔试验,研究了BFRP筋与ECC的粘结性能,并根据试验研究结果探讨适宜于BFRP筋-ECC的粘结滑移本构模型。研究表明BFRP筋与ECC的粘结性能良好,Malvar和连续曲线模型可以很好地描述BFRP筋与ECC之间的粘结滑移关系。     

纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋的结构性能

纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋可以解决钢筋混凝土存在的钢筋锈蚀问题,从生产,施工,防腐性,经济性来说都是实用的,文章详细介绍了纤维塑料筋及环氧树脂涂层钢筋的特点,与混凝土的粘结锚固性及其结构受力性能。     

玄武岩纤维筋混凝土梁非线性有限元分析

BFRP是一种性能优异的新型复合材料,为研究其在混凝土领域的应用,采用ANSYS软件分别对1个钢筋混凝土梁和3个玄武岩纤维筋混凝土梁进行非线性有限元分析,对它们的跨中挠度和裂缝发展情况进行对比.发现由于BFRP筋的高强度低弹性模量特性,致使玄武岩纤维筋混凝土梁的跨中挠度过大以及裂缝发展过快.而在考虑利用ANSYS强大的数值模拟功能,通过不断调整BFRP筋配筋量,最终达到用玄武岩纤维筋替代钢筋且不影响正常使用的目的.     

基于正交试验法的BFRP筋与纤维再生混凝土黏结性能研究

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能,采用正交试验设计方法分析了再生混凝土强度等级、玄武岩纤维短切纱的体积掺合率以及长度对其影响。设计了27组试件,通过中心拉拔试验,得到相应的平均黏结强度值以及自由端滑移量。结果表明,纤维的掺量是影响BFRP筋与纤维再生混凝土拉拔试验自由端滑移的重要因素;同一掺量下,纤维长度为18mm的试件对应的极限黏结强度大于纤维长度为6mm、12mm的试件;玄武岩纤维短切纱体积掺量为0.2%时,对应的黏结性能最好;BFRP筋与纤维再生混凝土的黏结强度随纤维再生混凝土强度等级的提高而增大。