混杂纤维布加固混凝土梁的试验研究

本文首次提出混合采用玻璃纤维布和碳纤维布对钢筋混凝土梁进行加固的思路 ,并开展了对比试验研究。结果表明相对碳纤维布加固方法 ,混杂纤维布加固法既能提高构件的延性 。

玻璃纤维布/苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯树脂的研究

采用玻璃纤维布与苎麻纤维布混杂增强不饱和聚酯(UP)树脂制备复合材料,研究玻纤布与苎麻布的相对比例及偶联剂处理对复合材料力学性能的影响,研究了不同复合材料的吸水性并与玻璃纤维复合材料和苎麻纤维复合材料二者进行了比较。结果表明,混杂纤维增强复合材料的拉伸强度、拉伸模量随混杂纤维中苎麻布含量的增加而下降,弯曲强度及弯曲模量在混杂纤维中苎麻布与玻纤布的比例为10∶20和15∶15时分别达到最大值188.09 MPa和1.56 GPa;所有偶联剂处理均可明显改善复合材料的拉伸模量及弯曲模量,硅烷类偶联剂的效果更佳,NDZ401可使复合材料的拉伸强度得到最大幅度(37.66%)的提高,而KH570及NDZ401对改善弯曲强度效果最佳;复合材料吸水后,厚度变化率大于宽度变化率,温度升高,复合材料吸水后尺寸变化率及吸水率均增大,混杂纤维复合材料的吸水率与玻纤布复合材料的吸水率相近,远低于苎麻布复合材料的吸水率。

碳-芳混杂纤维布加固木柱轴心抗压性能试验研究

通过碳-芳混杂纤维布加固圆木柱(杉木和松木)的轴心抗压性能试验,研究了不同层数的碳-芳混杂纤维布加固圆木柱的破坏形式、轴心抗压强度、峰值压应变和荷载-应变曲线.结果表明:用碳-芳混杂纤维布加固后,圆木柱的轴心抗压强度和峰值压应变有了明显的提高,轴心抗压强度提高幅度约为6.6%～16.8%(松木)和5.0%～16.9%(杉木),峰值压应变提高幅度约为8.9%～60.2%(松木)和11.5%～56.8%(杉木).基于试验数据拟合,提出了碳-芳混杂纤维布加固圆木柱轴心抗压承载力的计算公式.

层内混杂纤维布加固混凝土梁和柱的试验研究

通过对7根层内混杂纤维布(Intraply Hybrid Fiber Reinforced Polymer,IHFRP)加固混凝土梁的抗弯试验和21个加固混凝土柱的轴压试验,得到了纤维布加固梁柱构件的破坏形态、加固梁的载荷—挠度曲线和加固柱的应力-应变全曲线,探讨了不同混杂比例的IHFRP对钢筋混凝土梁和柱的承载力、刚度及延性的影响.试验证明:IHFRP加固梁具有显著的塑性变形能力和能量吸收能力,可有效提高梁的承载力、刚度及延性;IHFRP显著改善了柱的延性性能;建立了IHFRP约束混凝土柱强度模型,用于预测约束混凝土的强度值.

碳-芳混杂纤维布加固木梁抗剪性能分析

为研究碳-芳混杂纤维布加固矩形木梁的抗剪性能,进行了12根试件的抗剪试验,包括4根未加固梁,4根粘贴1层碳-芳混杂纤维布的加固梁,4根粘贴2层碳-芳混杂纤维布的加固梁,其中松木和杉木试件各占一半。试验结果表明:相比未加固木梁试件,木梁经碳-芳混杂纤维布加固后,其抗剪承载力有了明显的提高,提高幅度约为6.9%～109.6%(松木)和11.9%～103.6%(杉木)。并分析了破坏形式、荷载与应变关系等规律。最后,基于试验数据拟合,建立了碳-芳混杂纤维布加固矩形木梁抗剪承载力的计算公式。

碳/芳纶混杂纤维布加固混凝土梁抗弯试验研究

通过对9根钢筋混凝土梁的抗弯试验,分析了单层与双层、1.2 m和1.6 m粘贴长度的碳/芳纶纤维布对钢筋混凝土梁抗弯刚度、初裂荷载以及极限荷载的影响,建立了加固梁数值计算的有限元模型。试验与数值计算表明,碳/芳纶混杂纤维布双层加固不仅可以获得较高的极限荷载,而且能有效地抑制初始裂缝的出现,改善加固梁的裂缝分布形态,主裂缝宽度明显减小。从纤维应变计算结果看,混杂纤维布中的CFS高弹模和高强度的特点得到了充分的发挥。

纤维布混杂形式对混凝土界面力学性能的影响

针对CFS-GFS混杂加固钢筋混凝土梁的一种新型加固方法,通过建立不同材料本构方程,对8种不同加固模型做了非线性界面有限元数值计算。分析了不同加固形式下界面端部剪应力与正应力的分布规律,结果表明界面剪应力与正应力极大值均出现在加固界面端部,且在较短的距离内迅速减小。CFS-GFS混杂加固可以有效降低界面剥离应力,通过控制GFS在加固中所占比例,能够在保证承载力足够的情况下,改善加固界面力学性能,避免端部处发生界面或保护层剥离破坏现象。

在役桥梁预应力混杂纤维布加固后静载试验研究

预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固是一种新型的主动预应力加固技术,为深入研究加固效果,结合某既有桥梁加固工程,在其空心板底面采用预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固,并进行了加固前后的静载对比试验研究。结果表明,采用该加固方法可显著降低空心板应力,增加抗弯刚度,有效抑制混凝土开裂。

预应力CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁的预应力损失试验研究

层内混杂CFRP/GFRP纤维布是一种用土木工程加固的新材料。CFRP具有高强度、高弹性模量的特点,但延性较差,GFRP相对于CFRP可起到互补作用。预应力CFRP/GFRP混杂纤维布加固混凝土梁,纤维布施加预应力后出现应力松弛,产生预应力损失。试验表明,在纤维布张拉结束后的3h内预应力损失较为明显,其后预应力损失变化缓慢而逐渐趋于平稳。张拉结束约9h后,预应力损失基本不再继续增大,最终的预应力损失占到张拉预应力约22%,损失程度在正常范围之内;张拉结束后3h的预应力损失占到总共预应力损失约87%,预应力损失主要在张拉结束后的3h内完成。

层布钢纤维与PVA纤维混杂混凝土抗弯冲击试验结果的数理统计分析

试验研究了不同钢纤维长径比、形状和不同PVA纤维掺量对纤维混凝土抗冲击荷载性能的影响。数据处理方法为先对冲击试验结果原始数据取对数值,然后进行数理统计分析。试验结果表明:与片状波纹形钢纤维相比,层布圆丝浪形纤维混凝土的抗弯冲击性能更强;钢纤维直径大于0.7 mm时,长径比的增长能显著提高纤维混凝土的初裂能和断裂能;PVA纤维的掺入未能提高层布钢纤维混凝土抗弯冲击性能,当掺入量不当时,反而会降低其抗弯冲击性能;混杂纤维混凝土中PVA纤维的最佳掺量是1.3 kg/m3。

碳/玻混杂纤维布加固混凝土圆柱轴心受压性能

进行了素混凝土柱(未加固)、两层单一碳纤维(CFRP)加固混凝土柱、两层单一玻璃纤维(GFRP)加固混凝土柱和两层碳/玻不同比例层内混杂纤维(HFRP)加固混凝土柱的对比试验研究,以探讨各种加固条件下试件的破坏过程和特征。试验结果表明,相对于单一CFRP加固混凝土柱,碳/玻HFRP加固混凝土柱在保证一定的极限承载力的前提下能显著提高其延性,同时降低加固的成本。

碳/玻璃纤维混杂布加固混凝土梁抗弯性能试验研究

试验研究了碳/玻璃纤维混杂布加固混凝土梁的抗弯性能,并与单一碳纤维布和玻璃纤维布加固梁进行了比较.结果表明,分别与单一碳纤维布和玻璃纤维布加固梁相比,碳/玻璃纤维混杂布加固梁的能量延性系数分别提高了24.0%和25.5%,表明混杂纤维布加固混凝土梁的延性显著优于单一纤维布加固混凝土梁.

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压特性的试验研究

加固采用尼龙、芳纶和聚脂纤维丝混杂而成的层内混杂布(inner hybrid fiber reinforced plastics,IHFRP).通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变全曲线、峰值应力、峰值应变、弹性模量、延性.试验结果表明,与无纤维布相比,有3、4层布的试样的抗压强度和峰值应变均提高;纤维布层数相同时,圆柱体试件的抗压强度、峰值应变比棱柱体试件高;与零倒角相比倒角半径增大,棱柱体试件的峰值应力和峰值应变有不同程度提高.采用压缩韧性指数对约束柱的延性进行评价,加固柱韧性指数I20高,接近理想弹塑性材料,非常有利于结构抗震耗能.

预应力混杂C/G纤维布加固梁的受力性能研究

对于混凝土梁和预应力混杂C/G纤维布分别采用非线性组合单元和层壳单元模拟,采用Owen屈服准则和Hinton压碎准则等描述了混凝土非线性特性,同时实现了混杂C/G纤维布空间预应力效应,编制了加固体系的三维非线性有限元计算程序。结果表明,预应力水平是影响预应力混杂C/G纤维布加固结构力学性能的主要因素,提出的确定预应力混杂C/G纤维布力学性能的理论方法和计算模型正确。研究结论可供工程加固设计参考。

预应力碳玻混杂纤维布技术在桥梁加固中的应用

某桥梁在使用过程中出现了较明显的损伤,该文在对桥梁损伤现状进行调查和对桥梁的损伤机理进行分析的基础上,有针对性地采取了强度高、延性好的嵌入式预应力碳-玻混杂纤维布对桥梁进行了加固,取得了较好的加固效果。

层内混杂纤维布约束混凝土柱轴压性能试验研究

试验采用三种纤维(芳纶纤维、聚脂纤维和尼龙纤维)混杂而成的IHFRP布。通过IHFRP布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力—应变全曲线、峰值应力、极限应变、延性性能。试验结果表明:IHFRP显著提高了柱的承载力,对于相同层数纤维布约束试件随着混杂纤维布中芳纶纤维含量的增加,承载力增长越显著;IHFRP约束混凝土棱柱的变形能力明显好于约束混凝土圆柱;IHFRP显著改善了柱的延性性能,通过延性指数较好的分析了约束混凝土柱的变形性能。

预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固桥梁结构的工程应用与评估

预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固桥梁结构是一种新型的主动预应力加固方法,为了深入研究其加固效果,结合连云港某桥梁加固工程,开展加固前、后的静载试验对比分析研究。通过将该桥控制截面的挠度和应力实测值与理论计算值进行对比分析,对该桥的使用性能做出评价。结果表明,采用预应力混杂CFRP/GFRP纤维布加固桥梁结构可显著降低板底应力,增加抗弯刚度,有效抑制混凝土开裂,效果良好,达到了加固的设计要求,满足了设计规定的汽车-20级荷载要求。

废弃混杂湖羊毛/低熔点纤维针刺非织造布的制备及性能研究

对比废弃混杂湖羊毛与绵羊毛的纤维形态、伸直度及力学性能;并利用针刺技术加工出纯废弃混杂湖羊毛针刺非织造布和废弃混杂湖羊毛/低熔点纤维针刺非织造布(低熔点纤维质量分数为20%),研究并分析两者的表观形态及各项性能。结果表明:单根废弃混杂湖羊毛纤维截面呈圆形或椭圆形,中空,伸直度较高,断裂强度较高,但断裂强力CV值更大,这限制了废弃混杂湖羊毛纤维在纺纱中的应用。与纯废弃混杂湖羊毛针刺非织造布相比,废弃混杂湖羊毛/低熔点纤维针刺非织造布经热轧后变得致密结实,面密度增加,厚度、孔径、透气性能、保暖性能均降低,低频吸声性能变差、高频吸声性能相差不大,拉伸断裂强力增加但断裂伸长率降低,两者均具有良好的耐磨性。该研究结果对实现废弃混杂湖羊毛资源的合理利用,开发湖羊毛新产品,具有重要意义。

基于玄武岩纤维的新型混杂布的制备和性能研究

介绍了由玄武岩纤维、碳纤维、芳纶纤维等编织的新型单向层内混杂纤维布的制备工艺和方法,并通过试验研究了它的极限拉伸强度、弹性模量、延性等规律,根据试验结果与应力-应变关系曲线,分析了纤维混杂比例对单向层内混杂纤维布性能的影响。结果表明,与B/A、B/C混杂纤维增强材料相比,B1A1的延性较好,抗拉强度偏低,而B2C1的抗拉强度较高,延性也较好。环氧树脂在复合材料中起到应力传递和重分配作用,有效提高了纤维混杂复合材料的整体力学性能。

一种混杂碳纤维布

本发明公开了一种混杂碳纤维布。本发明所提供的混杂碳纤维布，是沿所述碳纤维布的长度方向上间隔含浸有树脂。本发明采用部分含浸的方法，在纤维布上间隔含浸树脂，提高了纤维布的张拉强度和张拉的均匀性，并通过混杂PBO连续纤维布来控制碳纤维布的早期局部破坏和连锁性的断裂，吸收碳纤维布早期部分断裂所带来的冲击，使得混杂碳纤维布具有良好的张拉强度，可广泛应用于的构造物修复及加固。