塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变全曲线试验研究

通过研究不同水胶比、塑钢纤维掺量和轻骨料种类对塑钢纤维轻骨料混凝土应力-应变全曲线影响,得到了各影响因素对全曲线的影响规律.研究结果表明:随着水胶比的增大,塑钢纤维轻骨料混凝土轴心受压应力-应变曲线的峰值应力有不同程度的降低,但峰值应变稍微增大,韧性和延性有所提高;而塑钢纤维轻骨料混凝土轴心抗压强度随着塑钢纤维掺量的增加先增大后减小,其随着筒压强度的提高峰值应力呈增大趋势.     

Behavior of high strength concrete with and without steel fiber reinforcement in triaxial compression

Based on an extensive experimental program, this paper studies the behavior of high strength concrete and steel fiber reinforced high strength concrete under uniaxial and triaxial compression. Triaxial stress-strain relations and failure criteria are used to evaluate the effect of steel fiber reinforcement on the mechanical properties of high strength concrete in triaxial compression, which is found to be insignificant.     

泡沫铝-钢纤维混凝土静态压缩性能试验研究

为研究静态荷载作用下的泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构抗压性能,利用万能试验机分别对泡沫铝孔径为3~6 mm、6~9 mm、9~12 mm,钢纤维掺量(体积分数)为0%、0.5%、1.0%、1.5%的泡沫铝-钢纤维混凝土复合层试件进行压缩性能试验和拌合物性能分析,根据试验数据分析泡沫铝的孔径效应对泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构压缩性能的影响规律。结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度随着钢纤维掺量的增加逐渐增大,当钢纤维掺量为1.5%时,与素混凝土相比,其立方体抗压强度约提高22.6%;泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构抗压强度相比较钢纤维混凝土提高约5.3%~8.2%,并且泡沫铝-钢纤维混凝土复合结构的静态压缩应力-应变曲线上会出现一段平台区,且平台区会随着泡沫铝孔径的增加而逐渐变长。     

GFRP筋高温破坏特性测试方法

采用自行研制的纤维增强塑料(FRP)筋高温力学性能测试系统,对玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋在高温火灾下的受力变形性能进行测试.结果表明,采用本测试方法可得到GFRP筋在火灾下真实的应力-应变曲线;高温火灾下GFRP筋的破坏特性与常温下显著不同;以炉体外试样长度作标距的试验测试方法并不能很好地反映高温作用下GFRP筋真实的受力和变形行为.     

In-situ tensile damage and fracture behavior of PIP SiC/SiC minicomposites at room temperature

In-situ tensile damage and fracture behavior of original SiC fiber bundles, processed and uncoated SiC fiber bundles, SiC fiber bundle with PyC interphase, SiC/SiC minicomposites without/with PyC interphase are analyzed. Relationships between load-displacement curves, stress-strain curves, and micro damage mechanisms are established. A micromechanical approach is developed to predict the stress-strain curves of SiC/SiC minicomposites for different damage stages. Experimental tensile stress-strain curves of two different SiC fiber reinforced SiC matrix without/with interphase are predicted. Evolution of composite’s tangent modulus, interface debonding fraction, and broken fiber fraction with increasing applied stress is analyzed. For the BX™ and Cansas-3303™ SiC/SiC minicomposite with interphase, the composite’s tangent modulus decreased with applied stress especially approaching tensile fracture; the interface debonding fraction increased with applied stress, and the composite’s tensile fracture occurred with partial interface debonding; and the broken fiber fraction increased with applied stress, and most of fiber’s failure occurred approaching final tensile fracture.     

混杂纤维复合材料的平面剪切性能

研究了基体韧性和铺层方式对玻璃纤维、碳纤维及其混杂纤维复合材料平面剪切性能的影响。结果表明，玻璃、碳及其混杂纤维复合材料的平面剪切应力-应变曲线均具有非线性特征；在脆性基体中选用混杂结构，其复合材料的剪切性能具有正的混杂效应。     

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。     

Tensile Tests of Ceramic-Matrix Composites: Theory and Experiment

A model describing the salient features of tensile stress-strain curves of ceramic–fiber composites has been developed. The model incorporates statistics of fiber failure. Furthermore, the compliance of the testing machine is included so that the onset of instability can be predicted. An experiment conducted on a composite consisting of a glass-ceramic matrix reinforced with SiC fibers exhibits excellent agreement with the predicted behavior.     

结构混杂GFRP棒拉伸力学性能试验测试

本文提出了一种结构混杂的工艺制造GFRP,以改善材料的脆性,并对其进行了拉伸及破坏试验,试验结果表明,结构混杂GFRP棒的拉伸应力一应变曲线呈现出双线性特征。     

硅灰对钢纤维混凝土耐久性能的影响研究

为提高钢纤维混凝土耐久性能,采用复掺的方式,选择高品质的硅灰掺入到钢纤维的混凝土结构中。在保证基准配合比相同的情况下,通过不同的硅灰与钢纤维配合比,探讨硅灰对钢纤维混凝土耐久性能的影响。通过实验结果表明,随着硅灰掺入钢纤维混凝土量的增加,混凝土的抗折强度、抗压强度和劈裂强度、抗冻性能都明显提高,并在12%硅灰+1.2%钢纤维时达到最大。     

长玻纤增强聚氨酯复合材料弯曲应力-应变试验研究

针对长玻纤增强反应注射成型聚氨酯复合材料(RRIM-PU)进行了弯曲性能测试试验,研究了玻纤质量分数及玻纤长度对RRIM-PU复合材料弯曲性能的影响,得到了弯曲应力-应变曲线。同时结合扫描电子显微镜(SEM)观察微观组织结构,分析了玻纤在基体中的增强作用及制品弯曲破坏机理。研究结果表明:玻纤质量分数30%,玻纤长度25 mm的复合材料制品具有最佳的弯曲性能。     

碳纤维加固法在桥墩加固工程中的应用技术

在混凝土加固工程通常采用钢板粘接加固法和碳纤维粘接加固法。钢板加固法目前用的较多,设计理论和施工技术较为成熟;碳纤维布加固法是近年来发展较快的加固方法,以强度高、质量轻、耐腐蚀、施工简单等特点备受关注。本文以日本首都高速道路公司承担的首都高速3号线高架桥桥墩抗震加固工程为例,讨论碳纤维在混凝土加固工程中的实用技术。     

混凝土结构用纤维增强塑料筋的力学性能Ⅰ.实验研究

纤维增强塑料筋的较差延伸性及其脆断的破坏模式是从材料性能上阻碍其替代传统的钢筋而广泛应用于混凝土结构中的一个主要原因.本文以解决这个问题为目标,提出了一种简单的成型方法:即在纤维拉挤芯材的外面按一定角度缠绕一定层数的纤维,制成新的FRP缠绕筋.这种FRP缠绕筋的拉伸性能呈明显的双线性,即应力在通过名义屈服点后,继续按线性规律随应变的增加而增加,直至应变达到极限.极限强度和应变都高于屈服点的应力和应变.本文还考察了纤维缠绕角度和缠绕层数对FRP筋拉伸性能的影响 .     

The tensile properties of carbon matrices at temperatures up to 2200 °C

Tensile properties of carbon matrices for carbon/carbon composites made via chemical vapor infiltration (CVI) of a fiber preform, were determined from room temperature to 2200 °C. Microcomposite test specimens were used. For this purpose, a carbon coating was deposited on low modulus carbon fibers via chemical vapor deposition based techniques. The mechanical behavior of the carbon matrix was derived from the stress-strain curves obtained with the single filament reinforced microcomposites. It was related to features of nanostructure characterized using X-ray diffractometry. The trends are discussed with respect to those evidenced on carbon fibers in a previous paper.     

层布式钢纤维混凝土力学行为及破坏特性研究

通过力学性能试验,研究了钢纤维体积掺量和长径比对层布式钢纤维混凝土力学性能影响,对比了层布式钢纤维混凝土与素混凝土和钢纤维混凝土的力学性能,结果表明层布式钢纤维混凝土改善了混凝土的力学性能,提高了混凝土的延性和弯曲韧性。     

纤维增强塑料筋在土木工程中的运用研究

纤维增强塑料筋在土木工程中的使用是目前建筑行业的热点之一,纤维增强塑料筋可以有效克服传统钢筋在使用过程中的面临的腐蚀性。在综合国内外相关资料的基础上对纤维增强塑料筋的使用情况进行研究总结,提出了展望和需进一步解决的问题     

基于分形理论和扩展有限元法的钢纤维混凝土损伤破坏机理

为研究钢纤维混凝土损伤破坏过程和裂纹发展演化机理,基于分形理论和扩展有限元法,建立钢纤维混凝土立方体抗拉试验细观有限元模型和切口梁三点弯曲试验有限元模型,以相关试验测试结果为基础,比较验证了所建有限元分析模型的可靠性。以裂纹分形维数表征钢纤维混凝土损伤演化过程,考察不同钢纤维体积掺量和长度、粗骨料形状等重要因素对钢纤维混凝土损伤演化过程的影响。结果表明,基于裂纹分形维数的损伤值可以较好地反映钢纤维混凝土的损伤演化过程及特征,钢纤维体积掺量、长度的增加和骨料形状的不规则化会延缓钢纤维混凝土立方体试件的损伤演化过程,钢纤维体积掺量、初始裂纹距跨中距离的增加和初始裂纹缝高比的减小可在较小程度上延缓钢纤维混凝土切口梁的损伤演化过程。     

FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度与延性研究

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量,对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验,并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明：钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能,使其由脆性破坏向延性破坏发展;随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加,FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%～33%,抗弯性能提升了4%～21%,延性提升了22%～89%。基于试验与理论分析,建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。     

Crack Initiation in Unidirectional Brittle-Matrix Composites

This paper describes the initiation of matrix cracking for glass and glass-ceramic matrix composites reinforced with small-diameter silicon carbide and carbon fibers under uniaxial tensile loading. Acoustic emission, replication, and optical microscopy in conjunction with stress-strain curves are employed to detect the initiation of matrix cracking. The proportional limit of the stress-strain curve is found to overestimate the initiation of matrix cracking in the material systems studied. The matrix cracking iniates at axial strains from 0.07% to 0.15%. The ACK model overestimates the initiation of the matrix cracking for the material systems studied in this paper.     

粉煤灰掺量对钢纤维混凝土强度和耐久性的影响

研究了粉煤灰掺量对C50钢纤维混凝土强度、渗透性、碳化等方面的影响.结果表明,当钢纤维用量一定时,粉煤灰用量在一定范围内增加,有利于改善钢纤维混凝土的微结构,使其后期强度和耐久性有一定提高,可配制出耐久性良好的钢纤维混凝土.