CFRP加固钢筋混凝土梁抗冲击性能试验

为研究碳纤维复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土(RC)梁的抗冲击性能,使用落锤试验机对6根简支RC梁进行了试验研究,并基于显式动力分析方法对冲击过程进行仿真模拟,获得了不同工况下RC梁的冲击力、支反力、位移时程以及梁体开裂过程,并对加固RC梁的损伤演化及刚度变化过程、CFRP布加固工作机理、梁体位移恢复性能等进行了深入...     

钢纤维增强聚合物改性混凝土的冲击性能

采用改进的SHPB装置对普通混凝土(PC)、钢纤维混凝土(SFRC)和钢纤维增强聚合物改性混凝土(SFRPMC)做了在不同冲击速度(10.9、20.8、27.4 m.s-1)下的冲击试验。试验结果表明:3种材料的抗冲击性能依次为普通混凝土差,钢纤维混凝土中,钢纤维增强聚合物改性混凝土良。进一步的分析说明钢纤维混凝土具有以刚克刚的性能特征;钢纤维增强聚合物改性混凝土具有以柔克刚的性能特征,是一种刚柔相济的复合材料,且具有良好的抗冲击性能,是理想的桥面铺装材料。     

钢纤维对再生粗骨料水泥混凝土力学性能影响研究

通过对3种类型(铣削型、波纹型、端钩型)钢纤维再生粗骨料混凝土的力学性能试验,探讨体积分数分别为0、0.5%、1%、1.5%对再生粗骨料水泥混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度及抗冲击性能的影响。试验结果表明:钢纤维掺入使再生粗骨料水泥混凝土的力学性能明显增强,端钩型钢纤维对再生粗骨料混凝土的性能影响最大;钢纤维掺量对劈拉强度和抗折强度影响显著,对抗压强度影响较小,同时能提高抗冲击性能,当钢纤维掺量为1%时,再生粗骨料混凝土的初裂冲击次数能提高将近300%。该研究对同类再生粗骨料混凝土中添加钢纤维后的力学性能研究具有一定参考和借鉴意义。     

基于PHC管桩的混凝土抗冲击试验研究

PHC管桩生产多采用蒸压养护,能耗高,并伴随着后期强度指标回缩、耐久性差等问题。对于PHC管桩性能提升的研究大多着眼于抗压强度指标,这将导致拌和物的严重高脆性,在施工过程中,废桩率较高。该文从提高混凝土抗冲击强度的角度,研究抗冲击混凝土与粉煤灰、矿渣和硅灰之间的关系,成功配制出破裂冲击次数220次以上的PHC管桩用抗冲击混凝土C100。     

钢筋超高性能混凝土梁受弯试验和有限元分析研究

该文以钢纤维体积掺量、配筋率为基本参数,进行了12根钢筋超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)试验梁和2根普通钢筋混凝土(RC)试验梁的受弯性能试验研究。试验结果表明:UHPC试验梁的开裂、屈服和破坏荷载以及结构刚度均比RC试验梁大,UHPC试验梁的屈服和破坏荷载、延性和抗裂性均随着钢纤维掺量和配筋率的增加而提高。有限元模型参数分析结果表明:配筋率对UHPC试验梁屈服荷载与破坏荷载影响较大,而钢纤维掺量对开裂荷载影响较大;钢筋屈服强度可有效提高UHPC试验梁的延性;UHPC受拉强度的增加对开裂荷载的提高比屈服荷载和破坏荷载明显。最后,提出正截面抗弯开裂弯矩与极限承载力的计算公式,为UHPC桥梁设计规范的制定提供参考。     

掺聚合物的橡胶混凝土路用性能研究

为研究聚合物对橡胶混凝土性能的改善作用,比较了不同橡胶掺量的聚合物改性混凝土路用性能。通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,分析了掺聚合物的橡胶混凝土基本力学性能及物性的变化规律,并通过冲击试验分析了混凝土的抗冲击韧性;参照混凝土抗折强度试验方法,研究了掺聚合物的橡胶混凝土的粘结性能;采用噪声仪及超声波仪分析了橡胶混凝土的减振降噪效果。结果表明:替代粗集料的橡胶体积分数不超过30%时,可获得路用性能及减振降噪效果较优的橡胶混凝土路面材料。     

钢纤维混凝土(SFRC)的增强增韧机理及冲击特性研究

普通混凝土材料脆性大、易开裂、抗冲击性差,不适合承受高速冲击或爆炸的工程,而钢纤维混凝土(SFRC)具有优良的阻裂、增韧和抗冲击性能,将其用于抗爆结构是行之有效的。文章在分析冲击载荷下SFRC强度、韧性等动态力学性能的基础上,探讨了钢纤维的增强增韧和耗能机理,系统论述了钢纤维体积率、长径比、制作工艺、外惨料、基体混凝土、应变率效应等因素对SFRC抗冲击性能的影响,提出了提高SFRC抗冲击性能的途径,为抗爆工程中应用SFRC提供了依据。     

部分预应力CFRP筋混凝土梁疲劳性能研究

通过4根梁的300万次高周疲劳试验,对疲劳荷栽下部分预应力碳纤维增强塑料(CFRP)筋混凝土梁的受力过程、破坏模式及荷栽一挠度特性等进行了研究.在综合考虑疲劳残余应变、疲劳弹性模量退化及疲劳强度退化等的基础上,基于ANSYS二次开发实现了部分预应力CFRP筋混凝土梁的疲劳全过程分析.结果表明:部分预应力CFRP筋混凝土梁具有良好的疲劳性能,非预应力筋的应力幅对预应力CFRP筋混凝土梁的疲劳性能起控制作用,且软件计算值与试验结果吻合良好.     

格丑沟大桥系杆拱桥系梁混凝土配合比优化及性能试验

格丑沟特大桥主桥为系杆拱桥,系梁采用C55混凝土,属高强高性能预应力钢筋混凝土,要求混凝土具备高工作性能(低坍落度、高流态、稳定泵送)、高抗裂性能(低收缩)、高耐久性能。该文通过掺用聚羧酸系高效减水剂、优质粉煤灰以及改善骨料质量、优化骨料级配等技术手段,对系梁混凝土进行了配合比优化及性能试验研究,为工程施工推荐了满足设计要求、经济合理的施工配合比。施工实践证明,系梁混凝土质量良好。     

高强钢筋活性粉末混凝土梁抗弯性能试验研究

为研究高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁在弯矩作用下的受力特性和其抗弯性能的影响因素,设计制作20根高强钢筋RPC矩形梁进行抗弯承载力试验,分析梁的破坏形态、荷载~挠度曲线、裂缝的发展和分布,研究配筋率和钢筋强度对抗弯性能的影响规律。结果表明:RPC适筋梁的正截面破坏过程与普通混凝土梁相似,表现出良好的延性,少筋梁和无筋梁具有一定的延性;相同钢筋强度RPC梁的开裂弯矩和极限承载力随配筋率增加而增大;相同配筋率时,RPC梁的极限承载力随钢筋强度增加而增大,但钢筋强度对开裂弯矩影响不大;试验过程中,梁的截面应变符合平截面假定;根据简化理论计算的RPC梁极限弯矩值和试验值吻合良好。     

纤维塑料筋混凝土梁长期性能研究进展

对国内外纤维塑料筋(FRP筋)混凝土梁长期性能试验、时随分析和设计计算方法的研究进展进行综述与分析:首先介绍不同种类FRP筋的应力松弛试验,研究表明AFRP筋的应力松弛较CFRP筋更为显著;总结预应力与非预应力FRP筋混凝土梁长期性能试验,研究表明采用AFRP筋或较低强度混凝土时,梁的长期变形相对较大;分别阐述基于截面时随曲率的非预应力FRP筋混凝土梁时随分析方法和基于龄期调整有效模量的预应力FRP筋混凝土梁截面时随分析方法;介绍非预应力FRP筋混凝土梁和预应力FRP筋混凝土梁长期变形的设计计算方法;最后对今后FRP筋混凝土梁长期性能研究的发展趋势进行展望。     

不同组成材料对预制桥面板接缝混凝土性能影响研究

为探究组成材料的不同对预制桥面板接缝混凝土性能的影响,文中从水泥、矿粉和粉煤灰的掺入量对桥面板接缝混凝土的抗折强度、黏结性能、抗冲击性能、抗裂性能、断裂韧性等性能的影响开展试验研究分析,并将试验结果进行量化分析。研究表明,配合比优化后混凝土的抗裂性能、抗压强度、断裂韧性和抗冲击性能均有所提升,且满足桥面板接缝混凝土的指标要求;混凝土28 d断裂韧性提高了14%～53%,28 d抗冲击性能提高了-19%～81%;掺入粉煤灰会降低混凝土的抗压强度;掺入矿粉对混凝土的各项性能均有所提升。     

无腹筋GFRP筋混凝土梁抗剪性能试验

对一组无腹筋玻璃纤维增强塑料(Fiber Glass-reinforced Plastics,GFRP)筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究,所有试验梁均为三分点加载,将6根试验梁按有效配筋率分为3组,每组包括1根钢筋混凝土梁和1根GFRP筋混凝土梁,且所有试验梁均为斜拉破坏;分析了试验梁的荷载-挠度关系、裂缝开展及抗剪承载力,并将各FRP筋设计规范或指南的抗剪承载力预测值与试验结果进行对比。结果表明:有效配筋率相同的钢筋混凝土梁和GFRP筋混凝土梁具有相近的抗剪承载力;修正的CAN/CSA-S6-06抗剪承载力预测结果与试验结果符合度最高,而ACI 440.1R-06的预测结果过于保守;建议的FRP筋混凝土梁抗剪承载力公式提高了承载力预测精度。     

碳纤维包裹下混凝土的动态力学性能研究

为研究在强动载冲击下、径向碳纤维布约束条件下的混凝土动态力学性能,采用SHPB(分离式霍普金森杆)技术对C40混凝土试件及碳纤维布包裹的C40混凝土试件进行累计冲击压缩试验,测试出试件在不同冲击加载条件下的平均应变率、破坏应力、破坏应变等。同时采用表面直透法对试件进行损伤检测,并用多次冲击有效试验来讨论累计损伤特性。通过对两者特性对比分析,得出混凝土在碳纤维包裹下延性和强度均得到提高,且延性增加的更为明显,同时得出D值与破坏形态的对应关系。对比素混凝土,证明碳纤维布能提高混凝土抗冲击能力。     

底面外贴钢筋加固混凝土梁抗弯性能试验研究

通过1根控制试验梁与5根加固梁的静力试验,对底面外贴钢筋加固混凝土梁的抗弯性能进行试验研究.讨论加固试验梁在不同加固技术参数下(增补钢筋面积、锚栓布置与数量)的裂缝开展、刚度变化和承载力提高等情况,并分析各参数因素对试验梁加固的影响规律.试验结果表明:底面外贴钢筋加固试验梁经加固后其开裂荷载、刚度和抗弯承载力均显著提高;从跨中截面的混凝土应变规律可知,正截面应变符合平截面假定.提出外贴钢筋加固混凝土梁正截面抗弯承载力计算公式,由该公式计算的正截面承载力计算值与试验值吻合良好.     

预应力钢丝绳-UHPC复合加固损伤RC梁抗弯性能试验研究

提出了一种利用预应力钢丝绳和超高性能混凝土(UHPC)复合抗弯加固损伤钢筋混凝土梁(RC梁)的新方法,制作了1根普通混凝土基准梁(CB)和2根相同的预应力钢丝绳-UHPC加固梁(SB1,SB2),通过四点弯曲试验,探究了加固梁的破坏模式、变形性能、抗裂性能、应变发展与界面滑移特点。试验结果表明加固梁的破坏模式为钢丝绳和UHPC断裂,普通钢筋屈服,之后顶部混凝土压溃的受弯破坏;加固层断裂失效后加固梁与基准梁的抗弯性能基本相同。该加固方法可有效提高构件的抗弯刚度和开裂荷载,延缓原梁裂缝和应变发展,从而使构件在正常使用阶段的受力性能得到了明显提升。     

预应力AFRP加固混凝土梁的疲劳与静载特性

对带永久锚具的预应力芳纶纤维(AFRP)加固混凝土梁的疲劳、静载性能进行了试验研究,提出了预应力AFRP加固梁疲劳寿命的计算公式。5根梁的静载试验结果表明:预应力水平为55%~65%时,预应力AFRP加固梁的开裂、屈服比非预应力加固梁分别提高147%~165%和28%~50%,表明预应力加固能显著改善混凝土梁的抗弯性能。5根梁的疲劳试验结果表明:预应力加固能够显著提高梁的疲劳寿命,预应力与非预应力加固梁的疲劳寿命取决于纵筋应力幅值;预应力加固降低了梁中纵筋应力幅,疲劳寿命随着预应力水平的增大而提高。     

胶粉不同处理方式对橡胶混凝土路用性能的影响

橡胶混凝土中加入的橡胶粉与集料、水泥结合较差,为提高橡胶混凝土的路用性能,采用中性水、氢氧化钠(NaOH)溶液、辛烷基苯酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)乳液对橡胶粉表面进行处理,处理中尽量避免橡胶粉中杂质及表面附着物对胶粉与水泥之间粘结力的降低效应。试验结果表明:橡胶的加入降低了混凝土脆性,减轻了自重,有效地减少了裂缝,抗冲击性能、降噪性能显著增加。水处理对胶粉改性作用不明显,抗折强度和劈裂强度有所降低;NaOH溶液或OP-10乳液处理后,橡胶混凝土强度有提高,以抗折和劈裂强度为主。不同处理方式,橡胶混凝土破坏形态也不同。     

玄武岩纤维-风积沙混凝土抗冲击试验研究

为了满足道路水泥混凝土承受动荷载的使用需求,纤维提升水泥混凝土的抗冲击能力具有较强的优势。采用玄武岩纤维(BF)增强风积沙混凝土(ASC)的抗冲击性能,研究BF体积掺量对ASC抗冲击性能的影响规律及作用机制。设计了不同体积掺量(0,0. 05%,0. 1%,0. 15%和0. 2%)的玄武岩纤维风积沙混凝土,利用自制落锤式装置对其进行抗冲击试验研究,同时采用数理统计模型对抗冲击次数进行拟合及失效概率预测。结果表明:ASC的抗冲击性能指标随BF掺量的增加呈现出开口向下的抛物线变化趋势,BF体积掺量为0. 1%时,混凝土的抗冲击性能指标均达到最大,其终裂次数、延性比和韧性系数分别为普通风积沙混凝土的1. 75倍,4. 41倍和2. 75倍; BF对ASC的增强、增韧主要依靠纤维与水泥基体之间的摩擦力和机械咬合力实现,破坏主要是因为BF被拔出及BF与水泥石界面区水化产物脱落;玄武岩纤维风积沙混凝土抗冲击次数服从Weibull双参数分布模型,初裂次数和终裂次数试验数据点基本分布在一条直线上。建立了玄武岩纤维风积沙混凝土不同失效概率下(0. 1,0. 2和0. 3)的抗冲击次数与BF体积掺量之间的函数模型,模型表明玄武岩纤维风积沙混凝土抗冲击次数随着失效概率的增加而增大,随纤维掺量的增加呈先增大后减小。     

刚性自锁式预应力CFRP板加固RC梁抗弯性能试验研究北大核心

为了评估预应力CFRP板加固梁在静载和疲劳荷载作用下的加固效果,对预应力CFRP板加固混凝土梁抗弯性能进行了试验研究。采用刚性自锁式锚固系统将预应力CFRP板锚固于混凝土梁底,共设计试验梁3根,采取四点弯加载方式进行承载力及疲劳试验,1根试验梁未加固,1根用于承载力试验,1根用于疲劳试验,对比研究3根试验梁的承载力与疲劳性能。试验结果表明:采用预应力CFRP板对钢筋混凝土梁进行抗弯加固是一种有效的加固方式,加固后试件开裂荷载提升明显,裂缝分布更加密集;加固后构件承载力提高32%以上,延性有所下降;刚性自锁式锚固系统可以实现正常使用阶段对预应力CFRP板的有效锚固,且具有良好的抗疲劳性能。