基于MICP技术的固化黏土抗侵蚀性能研究

近年来,微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术被应用于表层土体的加固处理,以提升土体的抗侵蚀能力。采用新型的单相法和传统的两相法对黏性土表层进行MICP处理,分析了环境pH值和胶结液浓度对MICP反应过程的影响,并对经过不同处理次数的土样进行冲刷试验,观察并记录冲刷试验过程中土样的质量变化,以此评价2种加固方法的效果。结果表明:采用MICP技术加固后,土壤颗粒之间形成了有效的胶结;使用单相法加固的土样中碳酸盐生成量少于两相法,但土体整体的水稳性高于两相法;经过单相法和两相法加固处理5次后,试样被冲刷40 s后的侵蚀量分别为0.43 g和0.11 g,而相同条件下未加固试样的侵蚀量为54.63 g,加固后的土样经过24 h的冲刷试验后表面几乎没有被破坏,显示采用MICP技术加固后土样的抗侵蚀能力远大于未处理土样。

基于碳纤维加固混凝土的房屋建筑施工技术研究

针对破旧建筑维修重建工程中的加固处理问题,研究提出一种基于碳纤维加固混凝土的房屋建筑施工技术,利用建筑结构的功能函数确定需要加固位置,以验证碳纤维加固技术效果,选择恰当的碳纤维加固方式,完成对碳纤维加固施工工程的设计。经仿真试验结果可知,基础混凝土梁的计算荷载为57.68kN,碳纤维加固混凝土梁的计算荷载为78.42kN,碳纤维加固技术将混凝土梁的计算荷载提升了35.9%。试验结果表明,基于碳纤维加固混凝土的房屋建筑施工技术可以有效提高房屋建筑的承载能力和使用寿命。

碳纤维复合材料在城市桥梁裂缝加固中的应用与效果评估

本研究旨在探讨碳纤维复合材料在城市桥梁裂缝加固中的应用及其效果。通过综述和分析不同的应用方法,评估其在增强桥梁承载力、延长使用寿命和改善结构耐久性方面的效果。研究发现,碳纤维复合材料能显著提升桥梁的承载能力和耐久性,但是其性能受材料特性、施工技术和环境条件等因素的影响。合理选择加固方法并考虑相关影响因素是确保加固效果的关键。

预应力CFRP布加固混凝土梁受弯试验

目的 研究不同加固方法下预应力碳纤维布加固混凝土梁的受弯性能,解决桥梁加固缺陷的问题。方法 制作了5根试验梁,其中一根为对比梁,不做任何加固处理,其余4根分别采用不同的锚固方式、不同的初始张拉力及不同的加固位置进行加固,通过控制变量,进行加载试验,分析其受弯性能的差异。结果 经加固后的试验梁承载能力与刚度明显增加,与对比梁相比,极限荷载分别提升了25%、22.06%、30.78%及36.76%;各试验梁达到屈服荷载时,经加固的试验梁挠度均小于对比梁产生的挠度,且模腔自锁式锚具锚固的试验梁挠度小于穿孔式自锁锚具锚固的试验梁挠度,相同锚固方法下初始张拉力较大的试验梁挠度要小于初始张拉力较小的试验梁挠度。结论 使用预应力碳纤维布加固混凝土梁能够有效提高混凝土梁的抗弯性能,提升效果与加固位置、锚固方式及初始张拉力大小有关。

浅谈建筑结构加固工艺

我国在基础建设快速发展的阶段,进一步加大了对基础设施建设的投入,从而加快了建筑业的发展,充分发挥国家科技力量的支撑作用,相继修建了各种类型的道路、桥梁、高楼、会展中心、重大水利工程等。由于受到自然灾害、空气影响等,这些建筑的结构往往出现过早老化的情况。据相关统计数据显示,全国城镇需要开展加固工作的民用建筑有30亿平方米,其中亟待修复加固处理的建筑有10亿平方米。如何对这些老旧建筑检测加固,需要进行研究探讨。

高模量高强韧碳纳米管/铝合金复合材料研究进展

碳纳米管/铝合金(CNT/AI)复合材料作为新一代航天航空和武器装备用新型轻量化结构材料的典型代表,近年来其制备技术与应用技术研究都取得了长足进展。本文首先综述CNT/AI复合材料各种制备技术与工程化瓶颈,重点介绍可工程化的叠片粉末冶金与元素合金化相结合的基元组装制备技术,分析该技术制备的大尺寸CNT/2A12A1复合材料在室温与高温下的力学性能与阻尼性能;其次阐述CNT/A1复合材料的强韧化原理,重点介绍CNT晶内化分布与晶粒异构构型这2种可实现强塑性同步提升的强韧化策略;最后展示该复合材料的变形加工以及应用技术研究进展,并展望该材料的应用前景和未来研究重点。

既有建筑结构加固改造原则及技术分析

目前,大量既有建筑已难以满足人们对建筑环境的要求,对其环境进行改造提升或改变其使用功能的需求日益增加。环境提升及使用功能改变,应以保障结构安全为前提。文章围绕既有建筑结构加固工程进行研究,分析了既有建筑结构加固改造的基本原则,阐述了既有建筑结构加固改造期间常见的碳纤维加固技术、粘贴钢板加固技术、外包角钢加固技术操作要点。旨在完善既有建筑结构加固改造技术体系,实现标准化作业目标,保证建筑加固改造效果。

碳纤维及碳纤维布混凝土抗冻性及能量耗散试验研究

为探究碳纤维增强方式对混凝土材料抗冻性能及能量耗散影响规律,利用纵波波速仪以及电液伺服压力机获取冻融循环作用(0,25,50,75,100次)后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维及碳纤维布混凝土)的纵波波速及力学性能,分析碳纤维增强方式、冻融循环次数对试件相对动弹性模量、峰值应力、能量耗散及损伤度影响规律。结果表明:①相较于冻融循环0次素混凝土,冻融循环25,50,75,100次试件相对动弹性模量降幅分别为8.21%、18.33%、30.44%、45.89%,冻融循环次数的增加使试件相对动弹性模量降低,碳纤维及碳纤维布均能减缓试件相对动弹性模量降幅;②冻融循环次数的增加使四种不同混凝土试件峰值应力均呈降低趋势,碳纤维及碳纤维布不仅能够增强试件强度,还能够增强其抗冻性,且两者组合时对试件的提升效果最佳;③相较于未冻融试件,冻融循环25,50,75,100次时弹性变形能降幅分别为3.87%、7.63%、9.67%、12.70%,耗散能降幅分别为10.42%、21.97%、30.16%、41.60%,冻融作用会使试件内部产生损伤,降低试件储能、耗能效果;④三种碳纤维混凝土在达到峰值应力时对应机械损伤度值显著高于素混凝土对应机械损伤度值,碳纤维的增强作用能够有效提升混凝土材料吸能效果、延展性及抗冻性。

电化学修饰碳纤维表面技术研究进展

高性能碳纤维与复合材料基体之间的界面构筑是充分发挥碳纤维优异力学性能的关键。电化学修饰作为一种有效的碳纤维表面改性方法,在碳纤维复合材料的设计与制造过程中得到了较为广泛的应用。本文综述了近年来基于电化学方法,包括电化学氧化、电化学接枝及电化学沉积等,对碳纤维惰性表面进行修饰改性的研究进展,并对将来电化学修饰碳纤维的发展前景和方向进行了展望。

基于碳减排的厌氧氨氧化脱氮工艺应用及强化调控进展

随着我国“双碳”目标的提出和水处理行业提标改造的重点落在生物脱氮,污水处理厂从关注满足排放许可限制转向实现碳中和、能量自给及资源回收。厌氧氨氧化(Anammox)技术凭借无需外加有机碳源、占地面积小、污泥产量少以及脱氮效率高等节能降耗与碳减排优势,代表着未来污水生物脱氮的发展方向。基于已有研究成果,梳理对比了传统脱氮与Anammox反应的发展历程;重点综述了新兴短程硝化耦合Anammox(PN-A)工艺、短程反硝化耦合Anammox(PD-A)工艺和甲烷型反硝化耦合Anammox(DAMO-Anammox)工艺在城市主流工况的应用进展;详细探讨了主流Anammox工艺面临低温、进水负荷不均和光照等环境因素冲击时,可施行的“侧流污泥补充至主流”“侧流污水间歇性补充至主流”“驯化生物膜颗粒”等内源性以及外源性的强化调控策略及内在机制;最后围绕分子生物学技术、材料科学、数字信息技术和管理政策,对加快Anammox生物脱氮技术的创新发展与推广应用进行了展望。

碳纤维加固技术在房屋建筑加固施工中的应用

以某房屋建筑加固工程为例,对碳纤维加固施工技术进行分析,对加固效果进行验证,并提出碳纤维加固技术质量管理的具体措施,保证碳纤维加固技术的施工质量,以期为后续相关工程提供参考。

刀具类型及工艺方法对纤维增强复合材料制孔加工质量影响的研究进展

概括总结了刀具类型及工艺方法对纤维增强复合材料(FRC)制孔加工质量影响的最新研究进展。首先介绍了FRC的分类、特性及其在航空航天领域中的应用,以及传统麻花钻制孔刀具及工艺存在的加工缺陷及问题;其次,概述了FRC制孔的分层缺陷形成及评价;再次,从制孔刀具类型及工艺方法两方面,分别概述了FRC制孔加工质量的研究进展,并总结了改善制孔加工质量的新刀具、新工艺和新方法;最后,分析总结了刀具类型及工艺方法对FRC制孔加工质量效果的影响,同时对未来发展趋势和未来工作研究可能方向进行了展望。

装配式PC箱梁负弯矩锚固区加固设计

以某在建桥梁负弯矩区缺少受力钢筋加固设计为例,采用全过程分析方法,对桥梁锚固区承载能力进行验算、并对承载能力不满足工况进行加固处理得出:粘贴钢板和粘贴碳纤维布均能提高桥梁承载能力并满足规范要求,鉴于桥梁加固区为预制箱梁负弯矩锚固区,桥梁成桥后再实施更换加固材料或选择其他加固方法困难,因此在加固材料、方案的选择上需要择优考虑;桥梁设计、施工过程中需重视结构的全寿命周期,减少或者避免建设阶段结构缺陷。

碳纤维加固钢筋混凝土柱受压分析

碳纤维材料的价格有所下降,且碳纤维材料具有强度高、质量低、施工简单、容易操作等特点,因此碳纤维作为一种新型材料在土木工程领域得到了广泛的应用。为了研究碳纤维布加固钢筋混凝土柱后的受压行为,运用ANSYS对钢筋混凝土进行数值分析,比较了未加固钢筋混凝土圆柱与用碳纤维布加固的钢筋混凝土圆柱的抗压强度变化规律以及粘贴不同碳纤维布层数对构件抗压强度有何影响。结果表明:用碳纤维采用全包裹式环向约束法加固过的钢筋混凝土圆柱要比未加固的钢筋混凝土圆柱抗压能力强。钢筋混凝土圆柱的抗压能力随着碳纤维布层数的增加而提高且钢筋混凝土柱抗压能力提高比例在减小。

热塑性复合材料T形接头制备工艺及拉伸性能研究

采用热压工艺一次成型技术制备一种碳纤维增强热塑性复合材料T形接头试件,并对其进行拉伸试验,分析了其破坏失效机制。研究结果表明:热压工艺技术稳定性较好,易成型,易制备,所得的T形接头整体性能较好;在拉伸试验中,随着载荷增大至378.81N左右,T形接头三角区与筋条腹板拐角处首先萌生细微初始裂纹,T形接头出现损伤破坏,且裂纹向突缘端部扩展直至T形接头完全破坏,最终失效破坏模式为蒙皮与筋条的分层破坏;T形接头拉伸破坏模式为接头富树脂三角区的树脂与纤维布界面分层,其拉伸破坏主要取决于树脂基体抗拉脱分层的拉伸强度。

碳纤维布在装配式渡槽加固工程中的应用

棣山电站经过40多年运行,电站引水渡槽槽身混凝土碳化、破损、钢筋锈蚀老化、槽身变形、漏水等问题严重。在保留渡槽主体结构前提下,针对渡槽各个构件存在的问题,运用碳纤维布对预制梁板结构进行加固。工程修复后经过2 a的运行观察,相关病害得到有效处理,漏水现象得到根治,碳纤维布在工程中得到成功应用,可为类似工程加固提供参考和借鉴。

不同纤维布加固的钢筋混凝土结构变形行为比较

为了提升钢筋混凝土结构的承载能力和变形能力,共设计了1种未加固和4种纤维布加固的混凝土试件,对比分析了未加固试件和纤维布加固混凝土试件的破坏形貌、荷载-应变曲线等。结果表明,纤维布加固混凝土试件的峰值应力从大至小顺序为CFRP、NFRP、JFRP、GFRP、未加固试件,横向最大拉应变从大至小顺序为JFRP、NFRP、GFRP、CFRP、未加固试件,横向最大拉应变从大至小顺序为JFRP、NFRP、GFRP、CFRP、未加固试件。未加固和CFRP加固试件的破坏呈脆性破坏特征,而GFRP、JFRP和NFRP试件的破坏呈延性破坏特征。且CFRP试件的最大荷载最大,JFRP加固试件的位移最大,纤维布加固混凝土试件的承载能力和变形能力都要优于未加固试件。

基于桥梁改造的新旧混凝土结构粘接加固复材改性研究

试验制备了一种聚乙烯醇(PVA)纤维水泥基复合材料(ECC),并将该材料与碳纤维布(CFRP)结合,对新旧钢筋混凝土梁进行复合加固处理,研究材料性能。结果表明,制备的ECC材料具备较好综合性能,粘接效果和抗裂效果良好,可以与CFRP结合,对桥梁混凝土进行粘接加固;相对于普通钢筋混凝土梁,经过ECC/CFRP复合加固后,钢筋混凝土梁的刚度提高,极限荷载明显提升;随着ECC/CFRP复合加固层厚度的增加、CFRP长度的增加,粘接加固效果越好,极限荷载最大值分别达到30.17、29.73 kN。ECC/CFRP复合加固可以提高旧危桥梁混凝土的性能,粘接加固效果较好。

旧建筑改造中的结构加固技术及其实施效果研究

采用碳纤维布外包和钢板加固等技术,对20世纪50年代建筑的砖混结构办公楼进行结构加固改造.通过有限元分析和现场检测,对比加固前后结构性能变化.结果表明,碳纤维布外包可提高构件承载力,钢板加固可增加梁柱节点刚度.改造后,建筑的抗震性能提升,使用寿命延长,这种加固技术为类似旧建筑改造工程提供了参考.

三维编织异型碳纤维预制体的研究

新一代武器装备的快速发展和战略技术指标的不断提高,迫切需要在高性能纤维增强复合材料生产工艺和制备技术方面加速攻关突破。三维编织碳纤维预制体由于其可设计性强,特殊的耐腐蚀性能,耐疲劳性好等优点,在各种武器装备的轻量化、小型化和高性能化上起到了至关重要的作用。以三维编织异型碳纤维预制体为对象,研究数字模拟三维编织动程,分析分散减纱工艺及不等层设计工艺原理,为三维编织异型碳纤维预制体的净近成型的实现作理论参考。