纤维编织网增强混凝土抗渗性能研究

研究纤维编织网增强混凝土(textile reinforced concrete, TRC)外部水分沿其内部纤维束的放置走向迁移,使混凝土基体受损抗渗性能下降.分别在宏、细观层面研究了混凝土基体水灰比、纤维编织网网格尺寸、纤维束Tex含量对纤维编织网增强混凝土抗渗性能的影响,并通过核磁共振试验引入分形维数评价混凝土的粗糙程度.结果表明:纤维编织网增强混凝土的抗渗性能会随混凝土水灰比的增大、网格尺寸的减小、纤维束Tex含量的增大而降低.基于量纲分析法与试验建立了一种TRC渗流预测模型,描述了TRC的抗渗性能.     

提高纤维编织网与砂浆粘结性能的实用方法

纤维编织网增强混凝土结构(简称TRC)的力学性能与纤维编织网和基体之间的粘结状况密切相关.采用环氧树脂浸渍纤维编织网并在其表面粘砂的方法来提高粘结强度,控制砂浆基体的开裂.通过四点弯曲试验和拉拔试验考察了不同粘砂粒径对TRC粘结性能的影响.试验结果表明,采用环氧树脂浸渍纤维编织网并在其表面粘砂的方法能够提高纤维编织网与基体之间的摩擦力,甚至产生咬合效应.因此可明显提高TRC的弯曲开裂荷载,增加裂缝数量,改善纤维编织网与砂浆之间的粘结性能.其中粘砂粒径为0.15～0.30 mm改善效果最为显著.     

玄武岩纤维TRC板拉伸性能试验研究

采用短切钢纤维体积掺量为0%、0.8%、1.6%的3种精细混凝土基体分别制备玄武岩纤维TRC板,并对纤维编织网施加不同水平的预拉力,通过单轴拉伸试验,考察了各类TRC板试件的应力-应变关系和裂缝形态.试验结果表明:随着纤维编织网层数的增加,TRC板试件的开裂荷载减小,极限荷载和极限应变均增大,裂缝形态得到很大改善.随着纤维编织网上预拉力水平的增加,TRC板试件的开裂荷载增大,极限荷载并未产生明显变化,极限应变减小,裂缝逐渐表现出不良的形态.TRC板试件的拉伸性能与短切钢纤维掺量和预拉力水平均存在一定的相关性;当基体混凝土中掺加体积分数为1.6%的短切钢纤维且纤维编织网上施加的预拉力大小合适时,TRC板试件表现出相对较好的拉伸性能.     

纤维编织网增强混凝土约束砌体柱的抗压性能

考虑了纤维编织网层数、类型及纤维增强复合材料(FRP)端部约束对砌体柱约束效果的影响,并结合纤维编织网增强混凝土(TRC)约束砌体柱抗压强度的设计特征值,对9个TRC约束砌体柱轴压进行试验.结果表明:相较于未约束砌体柱,TRC约束砌体柱表面形成的裂缝得到分散,破坏具有延性特征;TRC约束后砌体柱的抗压承载力和变形能力均得到提升,且变形能力的提升效果更好;在本测试条件下,碳-玻璃纤维编织网的TRC约束效果优于玄武岩-玻璃纤维编织网的;FRP端部约束可以进一步提升砌体柱的抗压承载力,但变形能力降低;获得的TRC约束砌体柱抗压强度设计特征值具有较好的普遍性.     

高强高性能细粒混凝土断裂特性研究

纤维编织网增强混凝土（textile reinforced concrete,TRC）结构薄壁轻质,具有良好的耐久性、限裂性、定向增强性．而作为TRC基体的细粒混凝土,其基本断裂参数和力学特性不同于普通混凝土,需要重新确定．为此,采用带切口的不同尺寸的三点弯曲梁研究了其断裂特性．试验结果表明：断裂过程中细粒混凝土达到失稳破坏前也要经历一个裂缝稳定发展的过程,其失稳断裂韧度基本保持不变,但起裂韧度随试件尺寸的增大而减小;对荷载一位移曲线的尾部进行修正后,得到的断裂能几乎没有尺寸效应,可作为一个材料常数．     

锈蚀钢筋与TRC约束混凝土黏结滑移本构关系

采用试验和理论分析相结合的方法,基于电化学锈蚀中心拉拔试验,研究在有无纤维编织网增强混凝土(TRC)约束下,对不同电化学锈蚀率变形钢筋与混凝土界面黏结性能的影响,并且对试件破坏形态以及黏结滑移曲线等进行了分析研究.研究结果表明:在无TRC约束的情况下,锈蚀钢筋与混凝土极限黏结应力随锈蚀率增加而降低,尤其是混凝土产生锈胀裂缝后极限黏结应力下降明显;TRC约束对锈蚀钢筋与混凝土的黏结性能尤其是锈蚀程度较大的试件有很好的改善作用;对于产生锈胀裂缝的试件,TRC约束具有良好的限制试件开裂以及提高极限黏结应力的作用,同时TRC约束对维持锈蚀钢筋与混凝土的黏结刚度也有明显效果;最后建立了TRC约束混凝土与锈蚀钢筋上升段的黏结滑移本构关系.     

纤维编织网增强混凝土加固RC柱恢复力模型研究

为了研究纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)加固钢筋混凝土(RC)柱恢复力模型,本文对10根TRC加固柱和1根RC对比柱进行了低周往复加载试验.在试验结果的基础上,根据现有恢复力模型理论,在考虑了加固层数N和轴压比n_0这两个主要因素后,选用退化三线型骨架曲线模型,通过origin软件对数据进行分析并计算得到骨架曲线特征参数,从而建立了加固柱的骨架曲线模型,同时对加固柱的滞回规则进行简化,最终得到TRC加固柱的恢复力模型.结果表明,文中提出的恢复力模型能够较好地反映TRC加固柱的滞回特性.模型的建立能够更好地分析加固结构的地震反应,评估加固后结构的抗震可靠度,对于TRC的工程应用也具有重要的意义.     

冻融环境下TRC加固RC柱轴压性能的研究

为探究冻融环境下纤维编织网增强混凝土(TRC)加固钢筋混凝土(RC)柱的轴压性能,本文开展了冻融循环次数、轴压应力和冻融循环耦合作用及短切纤维改性细粒混凝土等因素对TRC加固RC柱性能的研究.试验结果表明:冻融循环次数超过一定次数(20次),会造成TRC表面萌生细微的收缩裂缝,开始降低TRC约束效果,在冻融循环60次时,TRC加固RC柱的承载力降低达21.75%;轴压应力与冻融循环的耦合作用降低TRC加固RC柱的承载力及约束能力相对明显,轴压应力比率为0.4的试件的破坏形态发生改变;在TRC中掺入短切纤维可提高TRC加固柱的抗冻性.此外,掺入AR短切纤维的TRC在冻融环境下有助于提高加固柱的承载力,而掺入PVA短切纤维的TRC有助于增强加固柱的变形性能.     

TRC与老混凝土界面黏结力破坏模型

采用双面剪切的试验方式研究了纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,TRC)与老混凝土界面性能.依据塑性力学极限分析理论以及新老混凝土界面模型,修正了TRC与老混凝土界面模型,推导了常规环境下二者界面最大黏结力的理论计算公式.在此基础上,根据不同氯盐干湿循环次数影响下二者界面黏结力的试验值,拟合得到环境影响系数.据此推导了氯盐干湿循环下TRC与老混凝土界面黏结力的理论计算公式.通过对比理论计算值与试验值的相对误差,检验了理论模型及计算公式的正确性.     

高温下自密实混凝土强度和变形性能试验研究

进行了不同温度下自密实混凝土、掺加聚丙烯纤维的自密实混凝土、高强混凝土的抗压强度及应力-应变曲线的非持荷试验研究,分析了抗压强度、应力-应变关系随温度的发展变化规律,基于试验结果给出了相应的应力-应变曲线方程,并与普通混凝土、高强、高性能混凝土研究成果进行了对比分析.为高温下自密实混凝土本构模型的建立奠定了基础,也为自密实混凝土结构的设计和分析提供了试验依据.     

再生塑料颗粒表面对改性混凝土的力学性能影响研究

对再生塑料颗粒表面对改善混凝土的力学性能进行了研究,将2组成分相同表面粗糙度不同的再生塑料颗粒添加到混凝土中,等体积取代部分细骨料,然后对再生塑料改性混凝土进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度及抗折强度试验.试验结果表明,掺入表面粗糙的再生塑料颗粒的混凝土的力学性能优于掺入表面光滑的再生塑料颗粒的混凝土.     

再生混凝土抗压强度及工作性能的影响因素分析

用重量比为C20∶C30∶C35∶C40∶C45=1∶4∶3.5∶0.5∶1的混掺废弃混凝土试块制作了再生粗、细骨料,采用正交试验对比分析了水灰比、再生粗骨料取代率、再生细骨料取代率、搅拌工艺4个因素对再生混凝土抗压强度及工作性能的影响规律,并采用极差归纳了其各因素对再生混凝土抗压强度和工作性能的影响.结果表明:掺加100%再生粗骨料和50%的再生细骨料能满足C30强度等级要求及和易性要求,再生粗骨料的取代率对强度影响最明显.     

高温后高性能混凝土和细晶粒钢筋间粘结性能

配制了C100高性能混凝土,制作了标准立方体试块,并选用500 MPa级细晶粒钢筋制作了中心拔出粘结试件.分别对立方体试块和拔出试件进行了200,400,600,800 ℃的高温试验,完成了高温后的抗压强度试验和拔出粘结试验.基于试验结果,分析了高温作用对高性能混凝土抗压强度和粘结强度的影响,研究了高温后高性能混凝土抗压强度和粘结强度的关系,并通过与普通混凝土高温后粘结性能的对比,分析了高温后高性能混凝土和细晶粒钢筋间粘结性能的特点.     

改性纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土柱抗震性能

为研究掺入聚乙烯醇(PVA)纤维的纤维编织网增强混凝土(TRC)对加固钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的影响,共制作了7根钢筋混凝土柱.其中,1根为对比柱,4根方形柱,1根圆柱,1根矩形柱.除对比柱外,其余6根钢筋混凝土柱均采用TRC加固.通过对7根试件进行低周往复加载试验,分析了不同PVA纤维掺量和截面形式下各试件的抗震性能指标.结果表明:TRC能够有效约束RC柱核心混凝土,掺入一定体积掺量的PVA纤维后,TRC的限裂效果进一步增强,提高了加固柱的开裂荷载和峰值荷载;PVA纤维体积掺量在0.5%以内时,加固柱的延性得到改善,刚度退化速率减慢,耗能能力增强,但随着体积掺量继续增大,延性和耗能能力均有所降低,刚度退化速率增大;TRC加固圆柱的承载能力较低,但延性、刚度退化以及耗能能力均优于其他两种截面形式的TRC加固柱.PVA纤维体积掺量在0.5%以内较为合理,且TRC加固后圆柱的抗震性能更好.     

冻融损伤后引气混凝土三轴强度准则研究

青岛海湾大桥为我国北方冰冻海域建设的第一座跨海大桥,为了有效评估冻融后承台引气混凝土的力学性能,开展了引气混凝土在冻融作用后各项基本力学性能衰减规律的试验研究。研究了海水冻融循环次数分别为0、100、200、300次的混凝土应力一应变关系,基于大型动静载伺服刚性试验机,测试受海水冻融后的混凝土应力应变曲线关系,根据混凝土应力应变曲线,总结混凝土弹性模量、抗压强度的衰减规律。根据试验结果建立了引气混凝土考虑冻融循环次数的OTTOSEN强度准则模型。试验现象表明：随着冻融循环次数的增多,混凝土轴心抗压强度、弹性模量等力学性能指标的下降程度均逐渐加大。该强度准则可为建立符合实际工程的混凝土结构冻融后抗裂设计理论提供基础资料。     

碱矿渣混凝土动态压缩性能试验及数值模拟研究

为研究碱矿渣混凝土(AASC)材料的动态压缩性能及损伤破坏机理,以应变率(39 s~(-1)、57 s~(-1)、75 s~(-1))为变量,开展了动态压缩性能试验;并对试验结果进行分析,获得三种应变率条件下该材料的应力-应变关系曲线。曲线分析显示其峰值应力和应变均随应变率的提高而增大,表明AASC属于应变率敏感材料。采用HJC本构模型开展动态压缩数值模拟,结果显示应力-应变关系曲线数值模拟结果与试验结果较为吻合,其累积损伤破坏过程是由中心向外围逐渐破坏。     

混凝土材料的SHPB试验及动态性能分析

通过SHPB试验研究了混凝土材料的动态性能。考虑到SHPB装置存在的诸如应力应变不均匀、大尺寸产生的应力波弥散等缺陷,试验中选用了φ37mm的SHPB研究了混凝土材料在中应变率时的动态响应,并以试验数据为依据,分别阐述了混凝土材料的应变率效应、骨料对混凝土材料的动态响应影响及混凝土材料的应变硬化和应变软化现象。结果表明：混凝土在一定应变率范围内随着应变率的增加,其动态一静态抗压强度比呈对数线增加,且动态响应由硬化向软化过渡;骨料的抑制作用是混凝土材料表现出弹塑性特征的关键因素,也使得SHPB试验测得的混凝土动态响应曲线呈现振荡。     

乳化沥青冷拌再生混合料力学特性的试验研究

通过室内试验对不同RAP含量下的乳化沥青冷拌再生混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量等力学性能进行研究,结果表明再生混合料的抗压强度、劈裂强度和抗压回弹模量均随RAP用量的增加呈线性减小趋势。     

细橡胶粉纤维混凝土力学性能实验研究

为了研究80目和100目橡胶粉对路用混凝土力学性能的影响,通过25组实验,分别对基准混凝土、细橡胶粉混凝土和橡胶粉纤维混凝土进行了抗压强度和劈裂强度实验.实验结果表明:随着80目和100目橡胶粉掺量的增加,混凝土抗压强度呈现降低的趋势;橡胶粉和纤维的共同掺入,可以改善混凝土的抗变形能力和延性,在细橡胶粉纤维混凝土应用设计时,橡胶粉掺量和纤维掺量应分别控制为2%⁶%和0.2%6%和0.2%⁰.5%.