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纤维网格端锚自锁增强机制

复合材料学报 2024年第7期41卷 3668-3676页

作者：周朝阳邓楷林国制汪毅中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心长沙410075 中南大学土木工程学院长沙410075 中机国际工程设计研究院有限责任公司长沙410007

为解决织物增强混凝土(TRC)加固混凝土梁结构界面端部剥离问题,拟采用端部自锁技术将TRC板锚固在梁底。得益于该技术提供的端部锚固作用,即使发生界面剥离,TRC板仍能继续承载。但与纤维布相比,纤维网格由于各纤维束之间间隙大得多,协同... 详细信息

为解决织物增强混凝土(TRC)加固混凝土梁结构界面端部剥离问题,拟采用端部自锁技术将TRC板锚固在梁底。得益于该技术提供的端部锚固作用,即使发生界面剥离,TRC板仍能继续承载。但与纤维布相比,纤维网格由于各纤维束之间间隙大得多,协同受力性能较差,在不作处理的情况下能否实现自锁尚存疑问。为了提高纤维网格强度利用率,本文通过端部自锁锚固的纤维网格拉伸试验对其端锚自锁增强效应进行了研究。对纤维网格采取增大物理摩擦或增加化学粘结等措施,进而拉伸至破坏,分析比较了各试件的破坏模式、荷载-应变曲线,提出了纤维网格增强后承载力计算公式。试验结果表明:纤维网格端部自锁锚固时的强度利用率最大提升了60.66%,通过与端部锚板的有效结合,3层网格的抗拉承载力能够达到与单层纤维布相近的水平,应用自锁锚固技术有望在TRC加固混凝土梁中解决端部界面剥离问题,提升材料利用率,改善加固效果。所提出的纤维网格增强后承载力计算公式可为相关工程实践提供有益参考。

关键词：纤维网格端锚自锁增强效应拉伸试验

CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能试验研究

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混凝土与水泥制品 2024年第1期 74-80页

作者：王帮康周理郭广贵州大学建筑与城市规划学院贵州贵阳550003 贵州省山地人居智慧与绿色建造工程研究中心贵州贵阳550001

为了探究CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能,制作了4块再生混凝土板(再生粗骨料取代率为50%),考虑预损伤等级及加载循环次数对试件加固性能的影响。通过试验与数值模拟研究,分析了试件的破坏模式、荷载-位移曲线及承载能力,并对规范... 详细信息

为了探究CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能,制作了4块再生混凝土板(再生粗骨料取代率为50%),考虑预损伤等级及加载循环次数对试件加固性能的影响。通过试验与数值模拟研究,分析了试件的破坏模式、荷载-位移曲线及承载能力,并对规范中的承载力计算公式进行了修正。结果表明:CFRP加固再生混凝土板的破坏模式为CFRP脱落;当预损伤等级<0.4P_(m)(极限承载力)时,加固后的试件承载力变化不大;当预损伤等级≥0.4P_(m)时,加固后的试件承载力随预损伤等级的提升而降低;当预损伤等级<0.9P_(m)时,加载循环次数对试件的承载力影响很小;当预损伤等级≥0.9P_(m)时,试件承载力随加载循环次数的增大而显著降低;试件承载力随着CFRP加固层数的增加而增大;修正后的承载力计算公式具有较高的计算精度。

关键词：碳纤维增强复合材料(CFRP) 再生混凝土板预损伤抗弯性能有限元模拟

海水环境下CFRP筋与海水海砂混凝土黏结耐久性试验研究

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江苏海洋大学学报（自然科学版） 2024年第2期33卷 53-60页

作者：武江传谭振昆谢青海施勇顾洋杨祥江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222005 江苏省海洋工程基础设施智能建造工程研究中心江苏连云港222002

为研究海水环境下碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)与海水海砂混凝土的黏结强度、黏结破坏模式、黏结—滑移曲线的影响因素,制作了13组(共39个)CFRP筋-海水海砂混凝土黏结试件进行偏心拉拔试验,研究混凝土强度等级、筋材类型、腐蚀环境及... 详细信息

为研究海水环境下碳纤维增强复合材料筋(CFRP筋)与海水海砂混凝土的黏结强度、黏结破坏模式、黏结—滑移曲线的影响因素,制作了13组(共39个)CFRP筋-海水海砂混凝土黏结试件进行偏心拉拔试验,研究混凝土强度等级、筋材类型、腐蚀环境及腐蚀龄期等因素对CFRP筋与海水海砂混凝土之间黏结性能的影响。结果表明:CFRP筋与海水海砂混凝土的黏结强度随着混凝土强度等级的增大而明显增强;在海水腐蚀环境下,CFRP筋较普通钢筋抗腐蚀能力强,其破坏模式及黏结—滑移曲线表现良好;经过海水长期浸泡和干湿循环后,CFRP筋与海水海砂混凝土黏结强度均呈现下降趋势;随着腐蚀龄期的增加,CFRP筋与海水海砂混凝土的黏结强度呈现先减小后增大趋势,且干湿循环试件比长期浸泡试件受到的腐蚀程度更严重。

关键词： CFRP筋海水海砂混凝土黏结耐久性

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3D打印混凝土增强技术研究进展

硅酸盐通报 2024年第5期43卷 1557-1568页

作者：毛宇飞郭增辉陈晖张杰罗健林刘超商怀帅中国水利水电第五工程局有限公司成都610066 青岛理工大学土木工程学院海洋混凝土技术教育部工程研究中心青岛266520 东南大学材料科学与工程学院南京211189

3D打印技术颠覆了传统材料的成型工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、生物医疗、建筑工程等领域。混凝土原材料来源广且成本低,可塑性良好,在基础设施领域应用广泛。在当今信息化和自动化大背景下,3D打印技术与混凝土结合生产的3D打印... 详细信息

3D打印技术颠覆了传统材料的成型工艺,广泛应用于航空航天、汽车制造、生物医疗、建筑工程等领域。混凝土原材料来源广且成本低,可塑性良好,在基础设施领域应用广泛。在当今信息化和自动化大背景下,3D打印技术与混凝土结合生产的3D打印混凝土(3DPC)不仅能有效节省原料、环保施工,而且能够更加灵活地建造各类智能自动化程度高的装配结构。然而,目前3DPC仍存在抗拉强度低、抗震性差、配筋难、层间黏结强度低等诸多局限性,需要发展各种增强技术来提高性能,所以本文利用钢筋增强、纤维增强和其他方法增强方法分别论述各类补强材料对3DPC性能的影响,并且指出可能存在的问题和未来发展趋势。

关键词： 3D打印混凝土增强技术打印性能力学性能纤维

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碳纤维编织网与聚丙烯水泥基复合材料加固圆柱轴压试验

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山西建筑 2024年第16期50卷 5-10页

作者：杨卓宇黄海林高亚强谭永杰湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学湖南省智慧建造装配式被动房工程技术研究中心湖南湘潭411201 湖南智谷投资发展集团有限公司湖南长沙410017

完成了14个基于碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固圆柱的轴压性能试验,得到了各试件的极限承载力与破坏形态,测得了各试件平均压应力-混凝土应变曲线、平均压应力-碳纤维编织网应变曲线及各试件极限承载力柱状图,分析了加固... 详细信息

完成了14个基于碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固圆柱的轴压性能试验,得到了各试件的极限承载力与破坏形态,测得了各试件平均压应力-混凝土应变曲线、平均压应力-碳纤维编织网应变曲线及各试件极限承载力柱状图,分析了加固层水泥基复合材料中聚丙烯纤维含量、碳纤维编织网包裹层数及网格大小等参数对试件轴压性能及破坏机理的影响。试验结果表明:采用碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固圆柱可明显提高其极限承载力;试件主要破坏形态为纵向压劈破坏,脆性破坏特征明显;加固层少量聚丙烯纤维含量(质量比0.05%,0.15%,0.25%)的改变对试件承载力的提高不明显;在一定范围内试件承载力随碳纤维编织网包裹层数的增加而提高;相比于2 cm网格碳纤维编织网,1 cm网格碳纤维编织网对试件承载力的提高效果更好。

关键词：碳纤维编织网聚丙烯纤维水泥基复合材料圆柱轴压试验

碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压试验及承载力计算

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工业建筑 2024年第6期54卷 130-140页

作者：杨卓宇黄海林高亚强谭永杰湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学湖南省智慧建造装配式被动房工程技术研究中心湖南湘潭411201 湖南智谷投资发展集团有限公司长沙410017

通过对14个基于碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压性能试验,得到各试件的极限承载力和破坏形态,给出了各试件平均压应力-混凝土应变曲线、平均压应力-碳纤维编织网应变曲线及各试件极限承载力柱状图,分析... 详细信息

通过对14个基于碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压性能试验,得到各试件的极限承载力和破坏形态,给出了各试件平均压应力-混凝土应变曲线、平均压应力-碳纤维编织网应变曲线及各试件极限承载力柱状图,分析了加固层水泥基复合材料中聚丙烯纤维含量、碳纤维编织网包裹层数及网格大小等参数对试件轴压性能及破坏机理的影响。试验结果表明:采用碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱可明显提高其极限承载力;试件主要破坏形态为纵向压劈破坏,脆性破坏特征明显;在小掺量情况下,加固层中聚丙烯纤维含量(质量比为0.05%,0.15%,0.25%)的改变对试件承载力的影响不明显;在一定范围内试件承载力随碳纤维编织网包裹层数的增加而提高;相比于边长为2 cm的方网格碳纤维编织网,边长为1 cm的方网格碳纤维编织网对试件承载力的提高效果更好。在引入4个合理的基本假定和2个强度模型的基础上,提出碳纤维编织网与聚丙烯纤维水泥基复合材料加固混凝土短圆柱的轴压承载力计算方法。采用该计算方法及相关文献的计算方法得到的理论计算值与试验结果进行比较,表明:采用所建议计算方法得到的理论计算值与试验结果吻合较好,且理论计算值均小于试验值,说明该计算方法具有一定安全储备。

关键词：碳纤维编织网聚丙烯纤维水泥基复合材料混凝土短圆柱轴压试验承载力计算

FRP布材增强钢筋混凝土桩水平承载性能研究

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建筑结构 2024年第4期54卷 80-85,148页

作者：张建伟樊亚龙娄蒙凡边汉亮丁乐河南大学土木建筑学院开封475004 河南省轨道交通智能建造工程技术中心开封475004

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强的优点被广泛应用于抗震加固、结构补强等实际工程中,但有关FRP增强混凝土桩水平承载性能的研究较少。为了研究不同FRP布材加固混凝土桩承载特性问题,通过室内模型试验对FRP布桩(普通钢筋混凝土桩... 详细信息

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强的优点被广泛应用于抗震加固、结构补强等实际工程中,但有关FRP增强混凝土桩水平承载性能的研究较少。为了研究不同FRP布材加固混凝土桩承载特性问题,通过室内模型试验对FRP布桩(普通钢筋混凝土桩身包裹FRP布材)的水平承载规律进行研究,探究了不同包裹层数、不同FRP布材类型、不同布材混合包裹对钢筋混凝土桩承载性能的影响。同时利用ABAQUS软件建立FRP布桩三维有限元模型,对每种工况进行数值模拟。结果表明,FRP布桩的水平承载性能随着包裹层数的增加而提升,提升效果与包裹层数之间并不存在正比例关系;不同布材类型的FRP布桩中,CFRP布对FRP布桩的水平承载性能提升效果最优;混合包裹(CFRP+GFRP)的提升效果要略优于包裹2层GFRP布。

关键词：纤维增强复合材料约束混凝土 FRP布桩水平承载特性数值分析

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玻璃纤维改性煤基固废胶结充填材料性能研究

矿业安全与环保 2024年第1期51卷 161-167,174页

作者：程强强汪浩东阴琪翔赵明翔姚越闫宝峰江苏建筑职业技术学院建筑建造学院江苏徐州221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中建八局第三建设有限公司江苏徐州210146

基于煤矸石、粉煤灰等煤基固废再生资源利用和胶结充填材料性能优化问题,研究了玻璃纤维掺量、长度和养护龄期对煤基固废胶结材料输送性能和力学性能的影响规律,探讨了玻璃纤维增强机理。实验结果表明:玻璃纤维改性煤基固废胶结材料坍... 详细信息

基于煤矸石、粉煤灰等煤基固废再生资源利用和胶结充填材料性能优化问题,研究了玻璃纤维掺量、长度和养护龄期对煤基固废胶结材料输送性能和力学性能的影响规律,探讨了玻璃纤维增强机理。实验结果表明:玻璃纤维改性煤基固废胶结材料坍落度随纤维长度和掺量的增大而减小,但均大于200 mm,满足输送性能要求;抗压强度和抗拉强度随纤维长度的增大呈先增高后降低,随纤维掺量的增加而增高的变化规律;当玻璃纤维长度为6 mm、掺量为0.3%时,质量分数为79%的煤基固废胶结材料的综合性能最佳;玻璃纤维改性煤基固废胶结材料水化反应后,生成的针状和团状产物填充了材料细小裂隙且附着于纤维表面,能够有效提高材料的力学性能。

关键词：煤基固废玻璃纤维胶结材料充填材料输送性能力学性能微观结构

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氯盐侵蚀作用后钢-BFRP复合筋混凝土梁受弯性能

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建筑结构学报 2023年第8期44卷 170-184页

作者：葛文杰张素康张志文 ASHRAF Ashour GUAN Zhongwei 孙传智曹大富扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 江苏省装配式建筑与智能建造工程研究中心江苏宿迁223800 School of Engineering University of BradfordBradford BD71DP School of Engineering University of LiverpoolLiverpool L693GQ

为研究氯盐侵蚀对钢-玄武岩纤维复合筋(steel-basalt FRP composite bar,B-SFCB)混凝土梁受弯性能的影响,对经氯化钠溶液侵蚀作用后4种不同筋材(钢筋、BFRP筋和2种不同B-SFCBs)受拉性能和5组混凝土梁(钢筋和BFRP筋混凝土梁各1组、B-SFC... 详细信息

为研究氯盐侵蚀对钢-玄武岩纤维复合筋(steel-basalt FRP composite bar,B-SFCB)混凝土梁受弯性能的影响,对经氯化钠溶液侵蚀作用后4种不同筋材(钢筋、BFRP筋和2种不同B-SFCBs)受拉性能和5组混凝土梁(钢筋和BFRP筋混凝土梁各1组、B-SFCB混凝土梁3组)受弯性能进行试验研究。分析应力水平和侵蚀时间对B-SFCB受拉性能及B-SFCB混凝土梁受弯承载力、变形、裂缝和破坏形态的影响。结果表明:各筋材抗拉强度随侵蚀时间增加而逐渐下降,无应力侵蚀180 d后,钢筋、B-SFCB和BFRP筋抗拉强度最大分别下降了12%、10%和4%;应力与氯盐侵蚀耦合作用后B-SFCB与BFRP筋的抗拉强度保留率低于无应力侵蚀筋材的;B-SFCB屈服后,混凝土梁仍具有稳定的抗弯刚度,其屈服荷载随筋材截面含钢率的提高而增大;侵蚀时间对无应力侵蚀混凝土梁荷载-挠度曲线影响较小,但对应力与侵蚀耦合作用梁荷载-挠度曲线影响较大,且随侵蚀时间增加而明显;荷载-裂缝宽度曲线变化趋势与荷载-挠度曲线基本一致。基于简化的材料本构模型和基本假定,定义了B-SFCB混凝土梁正截面受弯3种破坏形态并给出了其判别方法,建立了承载力简化计算式。借鉴美国ACI 440和中国GB 50010—2010规范,建立了B-SFCB混凝土梁刚度和裂缝宽度计算式,承载力、变形和裂缝宽度计算值与实测值吻合良好,可供工程设计参考。

关键词：混凝土梁氯盐侵蚀钢-玄武岩纤维复合筋承载力挠度裂缝