碳纤维混凝土断裂性能的试验研究

采用100mm×100mm×400mm三点弯曲梁试件进行了碳纤维混凝土断裂性能试验,研究了碳纤维体积率和初始缝高比对混凝土断裂特性的影响。结果表明：碳纤维掺入后能明显提高混凝土的断裂韧度KIC和断裂能Gr。文章最后提出了碳纤维混凝土断裂韧度和断裂能的统一计算表达式。     

低周循环加载历史对碳纤维混凝土断裂特性影响的试验研究

研究了疲劳加载历史对碳纤维混凝土断裂能及断裂韧度的影响规律，对三点弯曲梁预先施加等幅和变幅疲劳荷载然后通过稳定的断裂试验测得各试件的荷载－－加载点位移全曲线及荷载－裂纹嘴张开位移全曲线。最后与未加疲劳荷载的准静载试验测得的碳纤维混凝土断鲜明参数作了对比。试验结果证明：当预疲劳荷载的幅值超过某一特定值后，碳纤维混凝土的断鲜明参数降低，即碳纤维混凝土垢断裂参数是与循环加载幅值有关的物理量。     

碳纤维增强混凝土的单轴拉伸特性

试验研究了碳纤维增强混凝土在单轴拉伸荷载下的力学性能.试验发现:当纤维体积掺量为0.1%时,纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土提高11%,极限拉伸应变提高24%,断裂能提高47.8%.纤维混凝土特征长度增加,即纤维混凝土脆性降低.试验证明:碳纤维具有良好的阻裂性能,增强了硬化混凝土的抗裂性能.     

玄武岩纤维路面混凝土断裂参数实验研究

为探讨玄武岩纤维对水泥混凝土路面断裂参数的影响,以双K模型为理论依据,对4组不同配合比的水泥混凝土路面试块,在7d龄期进行了楔入劈拉实验,得到了FH~V曲线及断裂参数(起裂韧度及失稳韧度),并与相关文献进行了值域对比。结果表明:玄武岩纤维水泥混凝土路面FH~V曲线在裂纹未扩展、稳定扩展和失稳扩展三个阶段,呈现明显不同的特征。玄武岩纤维掺量从0增加到2.0kg/m~3,起裂韧度及失稳韧度分别由0.472MPa·m~(1/2),0.953 MPa·m~(1/2)提升至0.757 MPa·m~(1/2),1.453 MPa·m~(1/2)。玄武岩纤维的掺入有效提高了混凝土的断裂性能,但若增加纤维以提高断裂韧度为目的时,建议纤维的最优掺量为1.5kg/m~3。玄武岩纤维与碳纤维对断裂韧度的增益效果相当时,经济效果明显优于碳纤维。     

钢纤维-水泥石界面特征对层布式钢纤维混凝土断裂性能的影响

界面特征对断裂性能的影响存在一定的随机性,研究分析了层布式混凝土的断裂性能、界面粘结强度对层布式钢纤维混凝土断裂韧度的影响以及钢纤维拉拔韧度对层布式钢纤维混凝土断裂性能的影响,研究发现,钢纤维-水泥石界面特征对层布式钢纤维混凝土的断裂性能影响显著。     

碳纤维导电混凝土的性能研究

以碳纤维为功能导电基元材料制备了碳纤维导电混凝土。探讨了碳纤维导电混凝土的电阻率和28d抗压强度随着碳纤维含量的变化；研究了电阻率随交流电压而变化的情况，分析了不同电压下的电热效应。利用一种趋势计算法近似计算出碳纤维混凝土的热转化效率。试验结果表明：碳纤维的最佳体积含量为1．0％；随着电压的升高，混凝土电阻率减小；碳纤维混凝土通电后产生的热量能够满足冬季路面除冰化雪的需要；趋势计算法计算出的热转化效率最高可达99.5％。     

路面纤维混凝土韧性试验研究

为获取纤维混凝土的荷载-挠度曲线,研究纤维对纤维混凝土韧度的影响,配制8组混杂纤维混凝土试件进行韧度试验,利用独立于试验机的数据采集装置获取试件的荷载-挠度曲线,分析不同纤维种类和掺量对纤维混凝土韧度指数的影响,并研究了韧度指数同弯拉强度的关系。结果表明：钢纤维对弯拉强度的贡献较大;铣削型钢纤维与仿钢丝聚丙烯纤维的组合对韧度的贡献最大,针状钢纤维混凝土的韧度随着纤维掺量的增加而增大;韧度指数随着纤维体积率和纤维根数的增加而增加;韧度指数高的试件弯拉强度不一定大,弯拉强度为6.7MPa对应着韧度指数的最低值。     

预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁疲劳破坏模式及疲劳寿命研究

将预应力碳纤维片材粘贴到需要补强的钢筋混凝土梁上,可有效改善结构力学性能,提高加固效率.以预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土粱为研究对象,时其进行抗弯疲劳试验,发现预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁的破坏模式主要有受压区混凝土疲劳压碎、钢筋疲劳断裂以及界面疲劳剥离.针对不同的疲劳破坏模式,推导预应力碳纤维薄板增强钢筋混凝土梁...     

碳纤维对自密实混凝土性能的影响及其微观机理分析

研究了碳纤维体积掺量和水胶比对自密实混凝土工作性能、力学性能和抗氯离子侵蚀性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)对碳纤维自密实混凝土微观性能进行了分析。结果表明:碳纤维掺量增大和水胶比减小会使拌和物的流动性降低,但仍符合GJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》的要求。当其掺量不高于0.6%时,碳纤维在浆体中分散均匀,可有效限制自密实混凝土中微裂纹的扩展,改善断裂韧性,提高劈裂抗拉强度,并增强抗氯离子侵蚀性能,但会在一定程度上降低其抗压强度。当W/B=0.36,碳纤维体积掺量为0.2%时,其劈裂抗拉强度和抗氯离子侵蚀性能比对照组分别提升了10.5%和14.8%,综合性能最佳。     

基于楔入劈拉法的环氧沥青混凝土断裂参数数值分析

利用大型通用有限元软件ADINA模拟楔入劈拉试验,分析了裂缝扩展时环氧沥青混凝土的受力特性,计算了不同缝高比和不同温度时环氧沥青混凝土的断裂韧度KIC。研究表明：随着缝高比的增大,断裂韧度KIC减小,当缝高比在0．45—0．65时,断裂韧度KIC趋于稳定;温度对环氧沥青混凝土的抗裂性能有重要影响,断裂韧度KIC随温度升高呈减小趋势。将数值模拟得到的KIC与三点弯曲试验结果进行对比,两者得到的结论一致,证明了数值模拟提供的断裂韧度KIC是有效的。基于楔入劈拉试验的数值模拟方法为钢桥面铺装材料的断裂参数研究提供了一种有效途径。