高温对碳纤维增强粉煤灰-偏高岭土基地聚合物砂浆性能影响研究

研究了碳纤维增强粉煤灰-偏高岭土(FA-MK)基地聚合物砂浆经200、400、600℃处理后的力学性能、外观和微观形貌等,探讨了碳纤维对地聚合物砂浆耐高温性能的改善机理。结果表明:碳纤维的掺入可改善地聚合物砂浆的耐高温性能。20~600℃时,试件的抗压强度随碳纤维体积掺量的增加呈先上升后下降趋势;温度高于400℃时,试件的抗折强度随碳纤维体积掺量的增加呈上升趋势。就高温后力学性能而言,碳纤维的最佳体积掺量为0.50%。温度对试件力学性能影响显著,随着温度的升高,试件颜色由深变浅,力学性能先上升后下降。较高温度时,试件强度损失随高温持时的增加而逐渐加剧。结果表明,在较高温度下地聚合物内部N-A-S-H/C-A-S-H凝胶受热分解、砂浆基体内部裂缝增多及碳纤维熔断是试件强度下降的重要原因。

硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用下纤维增强地聚合物砂浆性能

为探究纤维对地聚合物材料抗硫酸盐侵蚀性能的影响,对纤维增强偏高岭土-粉煤灰(MK-FA)基地聚合物砂浆经硫酸盐侵蚀-干湿交替耦合作用后的宏观形貌特征、微观结构特征、质量损失率及力学性能等进行了研究,探讨了纤维对MK-FA基地聚合物砂浆抗硫酸盐侵蚀性能的改善机理。结果表明:随硫酸盐侵蚀-干湿交替次数的增加,试件力学性能先上升而后趋于稳定,质量损失率先增大后减小,纤维可改善地聚合物砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能;Na 2 SO 4溶液主要侵蚀试件表面,对内部结构没有明显损害;稳定致密的内部结构及纤维的桥接作用使纤维增强MK-FA基地聚合物砂浆具有优异的耐硫酸盐侵蚀性能,有利于维持试件力学性能和结构稳定性。

基于压电陶瓷的地聚合物砂浆强度发展监测研究

将压电陶瓷(PZT)智能骨料成对嵌入地聚合物砂浆试件内部,利用主动感应法监测不同龄期地聚合物砂浆压电应力波信号,将时域信号图分析和小波包能量分析相结合,探讨了压电信号能量变化与地聚合物砂浆强度变化的对应关系。时域信号图分析表明,随着地聚合物砂浆养护龄期的增加,压电陶瓷智能电压幅值逐步增加,反映了地聚合物砂浆抗压强度的变化过程。小波包能量分析表明,随龄期的增加,地聚合物砂浆抗压强度变化过程与压电信号幅值计算总能量具有一致性。基于地聚合物砂浆抗压强度试验结果与压电陶瓷应力波所计算的能量值,拟合出地聚合物砂浆强度与压电应力波信号计算总能量的相关函数关系。

型钢与地聚合物混凝土粘结滑移性能研究

为了研究型钢与地聚合物混凝土之间的粘结滑移规律,对9个型钢地聚合物混凝土柱试件进行推出试验,研究地聚合物混凝土抗压强度、型钢的保护层厚度、型钢的锚固长度以及配箍率四个参数对型钢地聚合物混凝土试件荷载-滑移曲线、破坏形态以及粘结滑移性能的影响。结果表明:试件的荷载-滑移曲线具有相同的发展趋势,可将其划分为无滑移段、荷载上升段、荷载下降段和水平残余段四个阶段;试件的破坏模式为混凝土劈裂破坏,劈裂裂缝从加载端型钢翼缘产生,并向自由端发展;随着地聚合物混凝土抗压强度、型钢的保护层厚度和配箍率的提高,试件的特征粘结强度呈上升趋势;与普通水泥型钢混凝土不同,型钢的锚固长度增大也会使试件的特征粘结强度提高。根据试验结果,建立了特征粘结强度的计算公式,提出了型钢地聚合物混凝土的粘结-滑移本构模型,采用该模型计算得到的型钢地聚合物混凝土粘结-滑移曲线与试验曲线吻合度较高。

碳纤维复材布加固拉挤型玻璃纤维复材方管混凝土短柱试验研究

为研究碳纤维复材(CFRP)布加固对拉挤型玻璃纤维复材GFRP管混凝土短柱力学性能的影响,开展以CFRP布加固层数和混凝土强度等级为设计参数的试验,得到了试件的破坏模式、极限承载力、荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。通过对CFRP加固层数、混凝土强度等级对拉挤型GFRP管混凝土短柱的极限承载力、延性以及刚度影响的分析,结果表明:CFRP布加固后拉挤型GFRP管混凝土短柱的承载力明显提升,当CFRP加固层数为3时的试件极限承载力平均提升116.93%,试件破坏模式也随着CFRP布的加固层数由脆性破坏向塑性破坏转变,试件破坏现象随CFRP布加固层数的增加由侧壁开裂破坏逐渐转向端部破坏,延性得到了一定的提高。保持拉挤型GFRP管壁厚t为5 mm,当拉挤型GFRP管的高宽比H/B为2.25,且宽厚比B/t为20时,管内混凝土强度等级为C30的试件整体变形能力最好,其极限承载力明显高于混凝土强度等级为C20和C40的试件的极限承载力。