纵筋锈蚀对后张混凝土梁预应力筋应力的影响规律

为探究非预应力筋锈蚀对预应力筋应力的影响,记录了试验梁在不同锈蚀环境下180 d的应力值.通过通电-氯盐溶液干湿循环方式,加速预应力混凝土试验梁内非预应力纵筋锈蚀,并采用振弦式锚索测力计测试梁内预应力筋应力.试验结果发现:预应力筋应力变化值与环境温度密切相关;与大气环境中静置的试验梁相比,干湿循环会增大预应力筋应力,并且在研究期限内,预应力筋应力持续增长,变化值最大为42.6 MPa,这与混凝土湿胀和盐胀的特性相关;纵筋锈蚀及其引起的混凝土截面损伤会使混凝土轴心放置的预应力筋应力下降31.5%;所建立纵筋锈蚀率与预应力筋应力变化值之间的关系模型与试验测试结果较为吻合.因此,纵筋锈蚀对预应力混凝土梁内预应力筋应力产生显著影响,需要在设计和维护中予以考虑.

微生物诱导碳酸钙沉积对ECC力学性能的影响

基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)原理,用尿素、CaCl_(2)溶液和巴氏芽孢杆菌溶液按一定比例配制了自修复剂,通过抗压、抗折、单轴拉伸、单根纤维拉拔试验,研究了自修复剂对工程水泥基复合材料(ECC)力学性能的影响。结果表明:掺入自修复剂后,ECC试件的28 d抗压强度提高了8.96%,抗折强度提高了6.73%,极限拉伸强度提高了12.68%,纤维桥接应力提高了9.38%;由于纤维表面的MICP作用,纤维与基体界面的化学黏结能减小,摩擦黏结强度增大,纤维更容易脱黏进入滑移阶段,从而使ECC的多缝开裂特征更明显。

细菌ECC的自愈合及力学性能研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术已被广泛应用于水泥基材料改性中,以实现其微裂纹自愈合。工程水泥基复合材料(ECC)具有受拉细密多裂缝特性,可以掺入巴氏芽孢杆菌微生物来获得基于MICP技术原理的自愈合ECC。结合单轴压缩、单轴拉伸和SEM、XRD测试,对细菌ECC的力学性能及其自愈合性能开展试验研究。结果表明:MICP技术使细菌ECC具有良好的自主愈合能力,并能在一定程度上恢复细菌的ECC力学性能;自修复养护28 d后,细菌ECC抗压强度恢复了9.44%,极限抗拉强度恢复了15.4%,拉伸应变提高了21.3%,裂缝填充物为球霰石形貌的碳酸钙,本研究旨在获得一种基于MICP技术原理下具有强自愈合能力的新型细菌ECC。

基于生物矿化机理的自愈合混凝土制备与表征

研究旨在利用微生物诱导碳酸钙沉淀机理,研制新型细菌自愈合混凝土。在高pH条件下培养,筛选出一组与枯草芽孢杆菌相关的产芽孢杆菌。将筛选得到的耐碱枯草芽孢杆菌M9进行生物矿化沉淀测试,X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),结果表明沉淀矿物为呈方解石形态的碳酸钙。以枯草芽孢杆菌M9为修复剂,掺入聚乙烯醇(PVA)纤维制备自愈合混凝土梁试件。利用引气剂在水泥净浆混合料中产生微孔,为微生物提供生态位。对养护14 d的混凝土梁试件进行三点弯曲试验,获得宽度约为0.3 mm的裂纹。28 d后,细菌代谢等作用形成碳酸钙晶体填充物自动填充微裂纹空隙。后续SEM测试表明:方解石是裂纹填充矿物主要形态,且晶体表面残留部分细菌印记。愈合后的混凝土梁在第二次弯曲测试下的抗弯强度提高了约14%,该强度恢复是通过修复基体裂纹和纤维-基体界面的粘结力来实现的。