纤维织物增强高延性混凝土加固RC短柱抗剪性能试验研究

为研究纤维织物增强高延性混凝土(TR-HDC)加固钢筋混凝土短柱的抗剪性能,设计了6根钢筋混凝土柱,包括2个对比柱和4个TR-HDC加固柱.通过低周反复荷载试验,对比分析剪跨比、纤维织物层数对试件破坏形态、变形、承载力和耗能能力的影响.结果表明:采用TR-HDC加固钢筋混凝土短柱,可显著提高其抗剪承载力;TR-HDC与原混凝土柱协同工作性能良好,加固后的混凝土柱的变形、承载力和耗能能力明显提高;增加纤维织物的层数对钢筋混凝土短柱的抗剪承载力提高幅度较小,但可大幅增强柱的耗能和变形能力;剪跨比较大时,更有利于发挥TR-HDC加固材料的力学性能.基于桁架-拱模型,提出TR-HDC加固钢筋混凝土短柱的抗剪承载力计算方法,计算结果较准确.

纤维织物-高延性混凝土加固钢筋混凝土板抗弯性能试验研究

为研究纤维织物-高延性混凝土(TR-HDC)加固钢筋混凝土板的抗弯性能,本文对1块对比板、1块高延性混凝土(HDC)加固板、1块纤维织物增强水泥砂浆(TRM)加固板及3块TR-HDC加固板进行四点抗弯试验,研究加固层基体是否添加PVA纤维以及纤维织物层数对钢筋混凝土板破坏形态、荷载-挠度曲线、抗弯承载力、延性以及应变的影响.结果表明:采用TR-HDC加固的钢筋混凝土板,裂缝宽度和间距明显减小,裂缝表现出细而密的特点;TRHDC可以显著提高板的抗弯承载力,开裂、屈服和峰值荷载的最大提升幅度分别为104%、89%和127%;TR-HDC加固层中纤维织物的断裂造成了板延性的降低,因此,实际加固工程中应尽可能避免纤维织物拉断.基于平截面假定,给出了TR-HDC加固钢筋混凝土板的抗弯承载力和挠度计算公式,计算值与试验值吻合较好,可为实际应用提供理论依据.

玄武岩纤维织物高延性混凝土拉伸性能

为研究玄武岩纤维织物高延性混凝土(TR-HDC)的拉伸力学性能,设计和制作了36组TR-HDC狗骨形拉伸试件,通过单轴拉伸试验研究织物配网率、PVA短纤维掺量、基体类型和网格间距(5mm、10mm)对TR-HDC拉伸力学性能的影响.试验结果表明:随织物配网率的增加,TR-HDC试件的抗拉强度大幅提高,多裂缝开展特征明显;PVA短纤维的掺入可有效改善织物与基体的界面特性,防止基层的剥离,减少织物与基体之间的滑移,并且提高织物强度利用率;网格间距增大时,掺入的PVA短纤维更容易穿过织物网格,与纤维束充分接触,增加了织物与基体的机械锚固力,使纤维织物的强度利用率提高;基体中粉煤灰掺量的改变对于TR-HDC试件的抗拉强度影响较小,而粉煤灰掺量较多时,试件的应变较大,裂缝间距较小.通过对试验结果进行回归分析,考虑PVA掺量与纤维织物耦合作用,给出了TR-HDC单轴抗拉强度简化计算模型.

纤维织物增强高延性混凝土加固RC梁的受弯性能

为了提高钢筋混凝土(RC)梁的受弯承载力,采用纤维织物增强高延性混凝土(TRHDC)对RC梁进行受弯加固,设计2个对比试件和8个TRHDC加固试件.通过四点弯曲试验,研究纵筋配筋率、织物层数和持载水平对RC梁受弯性能的影响.试验结果表明:TRHDC加固梁均发生纵筋屈服、织物被拉断、受压区混凝土被压碎的弯曲破坏;纵筋配筋率为0.93%的TRHDC加固梁在纵筋与混凝土界面出现脱黏裂缝.与RC梁相比,TRHDC加固使梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载显著提高,最大提高幅度分别为1.61倍、65.9%和39.2%,裂缝发展被有效限制,但RC梁的位移延性系数降低2.6%~74.5%.增加织物层数将使加固梁的屈服荷载和峰值荷载的提高幅度非线性增加,该变化与纵筋配筋率有关;当持载水平由对比梁屈服荷载的50%升至80%时,加固梁的屈服荷载减小8.6%,峰值荷载及相应挠度分别增大3.2%和13.9%.提出TRHDC加固层滞后应变和TRHDC加固梁受弯承载力的计算方法,所得计算结果与试验结果吻合良好.

纤维织物增强高延性混凝土单轴拉伸性能试验研究

为研究纤维织物增强高延性混凝土(HDC)的单轴拉伸力学性能,设计7组对比试件、21组碳纤维织物和21组玻璃纤维织物增强HDC单轴拉伸试件,研究短PVA纤维掺量、纤维织物配网率和基体类型对拉伸力学性能的影响。结果表明:PVA纤维可有效改善织物-基体的界面特性和试件的破坏形态,提高纤维织物的利用率;随PVA纤维掺量和织物配网率的增加,试件逐渐展现出多缝开裂特征,纤维织物增强HDC的单轴抗拉强度大幅提高。最后,根据试验结果提出与PVA纤维掺量相关的短纤维指数以考虑PVA纤维掺量和织物-短纤维的耦合作用,可用于计算纤维织物增强HDC的抗拉强度,为实际工程中的应用提供依据。

纤维增强复合材料高延性混凝土 可抗10级地震

10月9日晚,西安建筑科技大学土木工程学院邓明科教授团队研发的"可弯曲混凝土"亮相中央电视台财经频道《创业英雄汇》栏目。邓明科团队经过上千次试验,研发出可"弯曲"的高延性混凝土,具有高强度、高韧性、高抗裂的特点,能抵抗10级地震。材料中加入高强韧性的专用纤维,拉伸变形可达到普通混凝土的200倍以上,用它加固的砖墙,抗冲击和抗倒塌能力可以提高10倍以上,适用于危房加固等场景。此外,该种材料施工方便,只需在墙体表面抹上一层10~20mm的高延性混凝土,就可以起到加固作用。

钢筋增强高延性ECC/混凝土组合梁的受弯性能(英文)

采用高延性纤维增强水泥基材料部分代替钢筋混凝土梁受拉区的混凝土得到 ECC/RC 组合梁构件,可以有效提高梁的延性及抗裂性能. 基于平截面假定和材料本构模型,分析组合梁构件在受力过程中各个阶段的截面应力应变状态,得到各阶段承载力的计算方法. 根据混凝土结构设计规范,提出了 ECC/RC 组合梁极限承载力的简化计算方法,并给出了组合梁构件的弯矩-曲率关系,得到组合梁延性的简便计算方法.最后,采用一个组合梁的试验结果对理论公式进行验征. 结果表明: 计算结果和试验结果吻合得较好,证明所提出的组合梁各阶段受弯承载力计算方法是正确的,具有一定的理论意义和参考价值.

纤维织物增强高延性混凝土加固受损RC梁受剪性能试验

为研究二次受力对纤维织物增强高延性混凝土(TRHDC)加固钢筋混凝土(RC)梁受剪性能的影响,对8根TRHDC加固梁和1根对比梁进行了静载试验,分析了纤维织物层数、损伤程度及持载水平对梁破坏形态、荷载-挠度曲线、荷载-箍筋应变曲线及荷载-织物应变曲线的影响。试验结果表明:所有梁均发生了剪压破坏,仅一根梁出现剥离现象;TRHDC可有效限制斜裂缝的发展,延缓箍筋屈服和刚度退化;TRHDC加固显著地提高了梁的受剪承载力和变形能力,最高分别达67%和54%;加固效果未完全随纤维织物层数的增大而提高,与TRHDC面层利用率有关;原梁箍筋屈服之前,损伤程度对加固梁受剪性能的影响不明显,原梁箍筋屈服之后,加固梁受剪承载力随损伤程度的增大而降低;加固效果随持载水平的提高而降低;两层纤维织物的TRHDC可有效修复完全受损RC梁的受剪性能;建立了考虑二次受力的TRHDC加固RC梁受剪承载力的计算公式,且计算值与试验结果吻合较好。

应变率与短纤维掺量对TR-HDC单轴拉伸力学性能影响试验研究

为研究纤维织物增强高延性混凝土(TR-HDC)在不同应变率和短纤维掺量下的单轴拉伸力学性能,该文设计了25组TR-HDC薄板试件进行单轴拉伸试验,研究应变率(10^(−5) s^(−1)~10^(−1) s^(−1))和短纤维掺量(0%~2%)对TR-HDC开裂模式、破坏机理和抗拉强度的影响。结果表明:TR-HDC在单轴拉伸荷载作用下具有多缝开裂特征,随应变率的增大,试件裂缝间距略有增大趋势,同时短纤维掺量越高,多缝开裂模式越稳定;应变率和短纤维掺量增加可显著改善界面性能,抑制纤维织物的滑移失效;随应变率的提升,TR-HDC的力学性能呈现出一定的应变率敏感性,同时增加短纤维掺量,其开裂和峰值强度也呈现出显著的增长趋势。基于线性对数关系和多因素耦合提出的预测模型可统一TR-HDC静态与动态抗拉强度计算方法,为其工程应用提供了理论依据。

低周反复荷载下钢筋增强ECC/混凝土组合柱抗震性能（英文）

为提高柱的抗震性能,采用高延性纤维增强水泥基复合材料(ECC)部分代替钢筋混凝土柱底部的混凝土得到ECC/RC组合柱.采用MSC.MARC有限元软件分析了组合柱在低周反复荷载作用下的受力性能.分析发现采用ECC/RC组合柱能够显著提高柱的承载力、延性和耗能能力.然后探究了ECC高度、轴压比和纵筋配筋率3个参数对ECC/RC组合柱抗震性能的影响.结果表明:ECC高度在0.8h(h为截面高度)左右的组合柱近似可以达到全ECC柱的抗震性能;随着轴压比的增加,组合柱的承载力增加,而延性下降;在适当配筋的范围内,提高配筋率可以提高组合柱的延性和耗能能力,对承载力几乎无影响.分析结果对于ECC结构设计具有一定的指导意义和参考价值.

短纤维增强的高延性混凝土:发展、检测及应用

短纤维增强的高延性混凝土是一种新型高性能水泥基材料。在拉应力作用下,此种混凝土呈现高延性,其断裂伸长与普通纤维混凝土相比,可高达后者的100多倍。高延性混凝土除了具有高变形能力及高抗拉、抗剪强度外,直到断裂其裂缝的宽度仍然很低。此种新型混凝土可使特殊应用领域建筑物的设计、构造与测定以及修复发生彻底的变革。本文概述此种新型纤维混凝土的材料学原理、性能及应用前景。

3D打印水泥基复合材料发展和展望

传统混凝土因人力需求高、资源消耗高、环境负载高等弊端,有悖于当下的“绿色”理念。而新型3D打印技术具有高效性,环境友好性,能很好的适用当下的建造工程。但3D打印技术也存在的一些弊端,其对水泥基的泵送性、可挤出性、可建造性等要求很高,迫使我们须进一步研究3D打印材料。文章简要分析了3D打印水泥基材料的发展与应用,强调固废材料的回收利用,展望了机器学习应用于混凝土强度预测方面的便利性。

新型建筑材料与建筑工业化研究综述

建筑工业化是我国建筑业未来的发展方向，介绍了活性粉末混凝土、高延性纤维增强水泥基复合材料和轻骨料混凝土在建筑工业化中的研究和应用，建筑工业化为新型建筑材料提供了广阔的应用前景，二者相辅相成，优势互补，共同促进我国建筑业的革新进步。