喷射超高韧性水泥基复合材料的力学性能研究

超高韧性水泥基复合材料(Ultra High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)是一种具有良好变形性能、裂缝控制能力和耐久性能的新型水泥基复合材料,特别适用于大坝、灌渠等水工结构的加固和修补。然而现有UHTCC材料在喷射施工过程中存在难泵送、易堵管和与结构面粘结性能差等问题,难以实现大面积快速施工,制约了该材料在实际工程中的推广和应用。本文研制出了一种可连续喷射、回弹率低的UHTCC材料,同时保证了喷射过程中纤维的均匀分散,材料硬化后仍具备拉伸应变硬化和多缝开裂特征。喷射UHTCC的压缩性能、直接拉伸性能和抗折性能试验结果显示,该材料28 d龄期抗折强度为10.30 MPa,拉伸强度为2.33 MPa,拉伸应变稳定在1.5%以上,具有延性破坏特征和良好的控裂性能,其性能可满足一般水工结构的表面加固和修补要求。     

带初始损伤混凝土的动态抗压性能研究

对65个直径为68 mm的混凝土圆柱体试件进行试验分析,系统研究了不同初始损伤程度的混凝土试件在冲击荷载作用下的动态抗压特性。通过对混凝土试件预加不同的静态荷载,从而在试件内产生不同程度的初始损伤;利用SHPB设备进行不同速率下的冲击试验,研究初始损伤程度对混凝土动态抗压强度、应力应变关系以及破坏模式的影响。试验结果表明,初始损伤对混凝土动态抗压强度产生重要影响,其影响程度与混凝土试件的初始损伤程度密切相关,损伤程度在阈值以下时对混凝土的动态抗压强度影响较小,超过阈值时影响显著;随应变率增加,带损伤混凝土的动态抗压强度显著提高;含水率的增加降低了带初始损伤混凝土动态抗压性能。基于试验结果,提出了综合考虑初始损伤程度影响和应变速率效应的抗压强度预测模型。     

混凝土断裂韧度KⅡC的试验研究

采用国际上新近提出的两端切口Ⅱ型断裂试件,开展混凝土Ⅱ型断裂试验。试验观测到裂缝起裂角θ0约为0°,且沿韧带方向扩展;裂缝尖端韧带出现具有典型剪切特征的混凝土碎片,表明发生了剪切破坏模式。由试验测定的曲线上的特征点确定临界荷载Pc,进而由此试件几何相应的应力强度因子公式计算出混凝土Ⅱ型断裂韧度KⅡc约为KⅠc的2倍多。试验结果表明,两端切口Ⅱ型断裂试件是进行混凝土Ⅱ型断裂试验及测试混凝土KⅡc合适的试件形式。     

变电设备在线监测技术的应用

通过介绍SPM型电气设备状态监测系统及其油中气体在线监测、电容型设备状诚监测、氧化锌避雷器状态检测装置的原理、性能,运行情况。阐述电气设备在线状态监测与诊断技术的应用,并提出实践过程的几点认识。     

ECC–XPS夹心复合墙板界面黏结性能试验

因建筑外围护结构面层开裂脱落导致保温隔热性能下降,从而引起建筑能耗大等问题已经受到了广泛关注,并且现存的外墙保温方法难以保证墙体具有与建筑同样的寿命。基于此,本文提出了一种以工程水泥基复合材料（ECC）作为饰面层和结构层、挤塑聚苯乙烯（XPS）保温板作为保温层的夹心复合墙板,并对其进行了双面剪切试验。在此基础上,分析各类试件的破坏模式,研究制作方式、保温层厚度、连接件及玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）连接件角度对ECC–XPS夹心复合墙板界面黏结性能的影响。结果表明：预制试件的黏结性能最差,约为现浇试件的1/3;随着保温层厚度的增加,试件的抗剪承载力和延性降低,并且试件的厚度越大,其抗剪承载力和延性降低的幅度越大;连接件的存在能够有效提高试件的抗剪承载力和延性,还会改变试件的破坏模式;减小连接件的嵌入角度有助于增大试件的抗剪承载力,但会降低试件的延性,还会导致破坏模式发生改变。为了评估ECC–XPS夹心保温墙板达到峰值荷载后的耗能能力,对各类试件进行了韧性分析,发现在墙板中设置一定的连接件能够有效提高试件的耗能能力,并且设置90°连接件对耗能能力的提升最明显,同时预制试件的耗能能力最差...     

水压下混凝土断裂试验研究

主要研究在水压作用下大型混凝土试件的试验加载装置及水压测量装置.试验采用楔入式紧凑拉伸试件形式,在试件表面粘贴全桥应变片和安装夹式引伸计测定裂缝的起裂、扩展长度和裂缝开口位移;在侧面安装压力传感器,测定压力水在裂缝内的实时变化情况.试验中采用橡胶板、薄钢板和球角钢架3层密封装置,保证高水压下水不渗漏,试验过程完整进行.为了得到完整水压作用下试验曲线,采用两种加载方式去除附加约束影响,分别为恒定裂缝张开位移和恒定荷载.     

超高韧性水泥基复合材料基本力学性能

超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)是一种中等纤维体积掺量的随机分布的短纤维增强高性能水泥基复合材料。本文通过单轴拉伸试验、四点弯曲试验、单轴抗压试验、三点弯曲缺口梁断裂试验研究了这种新型材料的抗拉、抗弯、抗压和断裂性能。试验结果表明,超高韧性水泥基复合材料在拉伸和弯曲荷载作用下具有假应变硬化和多缝开裂特性,以及高延性、高韧性和高能量吸收能力。极限荷载时的最大裂缝宽度在50μm左右,如此小的裂缝宽度可以有效地阻止侵蚀性物质的侵入,提高钢筋混凝土结构的耐久性。拉伸和弯曲试验测得的超高韧性水泥基复合材料的极限拉伸应变在3%以上,平均裂缝间距1mm左右。超高韧性水泥基复合材料的抗压强度类似于混凝土,抗压弹性模量较低,但受压变形能力比普通混凝土大很多。通过三点弯曲缺口梁试验证明,超高韧性水泥基复合材料的峰值荷载和峰值荷载对应变形都较基体有明显的提高。缺口拉伸试件和缺口梁试件均证明,超高韧性水泥基复合材料可以将单一裂缝细化成多条细裂缝,同时超高韧性水泥基复合材料具有对小缺口不敏感的特性。四种试验的结果证明超高韧性水泥基复合材料在各种破坏荷载作用下均能保持良好的整体性,不发生碎裂破坏。