Exploring the Synergy: Experimental and Theoretical Investigation of Steel and Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) Reinforced Slab Incorporating Alccofine and M-Sand

Introduction: This study investigates the Experimental and Theoretical Investigation of Steel and Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) Reinforced Slab Incorporating Alccofine and M-sand. Objective: Specific objectives include evaluating the mechanical properties and structural behaviour of steel and GFRP-reinforced one-way slabs and comparing experimental and theoretical predictions. Methods: Four different mix proportions were arrived at, comprising both conventional concrete and Alccofine-based concrete. In each formulation, a combination of normal river sand and M-sand was utilized. Results: Concrete with Alccofine exhibits superior mechanical properties, while M-sand incorporation minimally affects strength but reduces reliance on natural sand. GFRP-reinforced slabs display distinct brittle behaviour with significant deflections post-cracking, contrasting steel-reinforced slabs’ gradual, ductile failure. Discrepancies between experimental data and design recommendations underscore the need for guideline refinement. Conclusion: Alccofine and M-sand enhance concrete properties, but reinforcement type significantly influences slab behaviour. GFRP-reinforced slabs, though exhibiting lower values than steel, offer advantages in harsh environments, warranting further optimization.

FRP布材增强钢筋混凝土桩水平承载性能研究

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强的优点被广泛应用于抗震加固、结构补强等实际工程中,但有关FRP增强混凝土桩水平承载性能的研究较少。为了研究不同FRP布材加固混凝土桩承载特性问题,通过室内模型试验对FRP布桩(普通钢筋混凝土桩身包裹FRP布材)的水平承载规律进行研究,探究了不同包裹层数、不同FRP布材类型、不同布材混合包裹对钢筋混凝土桩承载性能的影响。同时利用ABAQUS软件建立FRP布桩三维有限元模型,对每种工况进行数值模拟。结果表明,FRP布桩的水平承载性能随着包裹层数的增加而提升,提升效果与包裹层数之间并不存在正比例关系;不同布材类型的FRP布桩中,CFRP布对FRP布桩的水平承载性能提升效果最优;混合包裹(CFRP+GFRP)的提升效果要略优于包裹2层GFRP布。

FRP复合材料在国外土木工程中的应用

纤维聚合物(简称FRP)复合材料因其强度重量比及刚度重量比高、热膨胀系数低、各向异性、轻质、耐腐、无磁、有良好的抗疲劳性能及高耐久性等特点 ,可广泛应用于桥梁、纤维混凝土、补强加固材料、连续纤维筋。

FRP材料类型对加固受损钢纤维高强混凝土框架边节点抗震性能的影响

通过3个FRP加固受损钢纤维高强混凝土框架边节点试件在低周反复荷载作用下的试验研究,探讨了FRP材料类型对加固受损钢纤维高强混凝土框架边节点的延性、耗能能力和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明:粘贴玻璃纤维布的加固形式与粘贴碳纤维布的加固形式在加固效果上基本相同,且均优于粘贴混杂碳纤维布和玻璃纤维布的加固形式。

FRP型材-混凝土组合梁抗弯刚度计算方法

FRP型材-混凝土组合梁的变形受FRP型材的特性、组合梁截面粘结滑移的直接影响,须考虑:材料各向异性和纤维铺层方式对FRP型材自身刚度的影响、材料各向异性及FRP薄壁性引起的剪切变形对组合梁刚度的影响,及界面的滑移效应和掀起效应对组合梁刚度的影响.依据经典层合板理论、铁木辛柯梁的修正理论,以及组合梁抗弯刚度折减系数法的思路,综合分析各影响因素,提出了FRP型材-混凝土组合梁抗弯刚度计算方法.

秋冬季节超长混凝土结构裂缝控制关键技术研究

本文通过对高性能膨胀剂和纤维复合材料作用机理的分析,设计补偿收缩混凝土配合比,监测实体结构混凝土内部应变数据的变化规律,同时结合配套的施工技术措施,实现了秋冬季节浇筑施工地下车库超长混凝土结构良好的裂缝控制效果。结果表明:在膨胀剂和聚丙烯纤维的基础上复掺改性淀粉后,混凝土平板裂缝降低系数从60%提高至78%;混凝土内部温度修正后,应变值在3 d内达到最大值,约100με,在30 d后达到最小值,约10~60με,并趋于稳定,实体结构混凝土在浇筑完成6个月后的有害裂缝极少。

FRP建筑材料的结构性能及应用综述

传统的建筑材料钢材、水泥、混凝土等存在自重大、抗裂性低、耐腐蚀性差等严重问题,给建筑工程留下很多不稳定因素。纤维增强复合材料(FRP)凭借轻质、高强、耐疲劳、耐腐蚀、保温、吸音、无磁、可设计性强等诸多卓越性能,引起工程界的广泛关注。然而其作为建材的发展仍处于起步阶段,尤其是在新建建筑中尚未得到良好的应用。因而,围绕FRP的材料科学与土木工程两大学科领域的交叉融合研究变得尤为关键。FRP中纤维是力学性能和化学性能的主要贡献部分。常用的增强纤维材料主要包括碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维,其独特的分子结构与化学组成赋予其各自优异的性能。纤维与树脂基体之间的界面结合强度影响FRP性能的有效发挥。采用高能辐射、化学刻蚀、表面接枝等方法对纤维进行改性处理,提高纤维表面的粗糙度与表面能,可有效增强其与基体的机械啮合和化学键合作用。FRP优异的性能使其被加工成纤维布、筋材、板材、管材、格栅、拉锁、锚杆、型材等产品应用于建筑工程领域,目前主要体现在用于既有建筑的加固补强、用作新建建筑的结构材料、用作新建建筑的功能材料三大方面。然而,由于FRP材料力学性能的各向异性、防火性低、性能不稳定及标准体系的不完善等问题,在FRP建材的发展道路上仍需要大量的探索性工作。本文系统总结了四种常用增强纤维的内部结构与组成,从微观角度分析了增强纤维与树脂基体之间的复合机理,建立了FRP宏观使用性能与其内部结构的相关性,同时对不同类型FRP产品性能的整体与差异性进行了分析讨论。针对建筑工程领域典型的FRP产品与构件进行举例总结,重点介绍了近年来国内外FRP作为建材的应用研究进展,提出其发展所面临的主要问题及可能的应对解决措施,同时对FRP的发展趋势进行了展望。通过对FRP结构-性能-应用的综合系统性梳理,以期为实现其在建筑行业的高价值利用提供参考。

FRP筋混凝土结构的发展

归纳了FRP材料的优点,分析了混凝土结构目前存在的问题,探讨了FRP筋混凝土结构的发展现状,对FRP混凝土结构的前景进行了展望,以促进FRP筋混凝土结构的研究,推广FRP筋混凝土结构的应用。

FRP布加固钢与混凝土组合梁弹性承载力分析

纤维增强复合材料(FRP)作为结构加固材料已广泛应用于混凝土结构的加固中,但是FRP加固钢与混凝土组合梁的研究与应用较少。本文从理论上对FRP布加固钢与混凝土组合梁进行了弹性受力分析,并建立了弹性承载力计算公式。

基于可靠度的FRP加固混凝土结构研究综述

本文概述了FRP加固复合材料的内涵和内容，分析了 FRP 复合材料的力学上的参数，阐述了目前可靠度的FRP加固混凝土结构的研究形势。根据研究的现状，对可靠度的FRP加固混凝土结构进行了思考。

钢纤维自应力混凝土受拉应力-应变全曲线试验研究

通过直接拉伸试验研究了不同自应力等级下的钢纤维自应力混凝土的受拉应力-应变全曲线特征.从方便计算的角度上建议上升段采用比例方程表示,下降段简化为以拐点分界的两部分直线.钢纤维自应力混凝土抗拉强度为混凝土基体的抗拉强度与自应力值之和;曲线下降段拐点的应变定义为500×10-6,并提出拐点应力计算公式.这种在试验基础上的简化,方便了钢纤维自应力混凝土结构的应力和应变分析.

真三轴荷载条件下大型地质力学模型试验系统的研制及其应用

为研究深埋、高地应力条件下地下洞群围岩稳定性,新研制大型真三轴加载地质力学模型试验系统,该系统主要由三维钢结构台架装置和液压加载控制系统组成,可实现全三轴应力状态下在侧向施加梯级荷载。在各加载面上研制和布设组合型滚珠式滑动墙,实现新型超低减摩技术。用该系统开展洞群开挖支护的模型试验,在试验技术和模型制作工艺上有了创新和重大改进:采用预制模块堆砌黏结成型的工艺方法制作模型,提高全模型在力学性能上的一致性;采用数字照相变形量测技术、基于光纤Bragg光栅的棒式位移传感器和新研制的高精度光栅尺型微型多点位移计进行围岩内变形量测;新研发施作注浆锚杆和预应力锚索的独到工艺技术;还开展大埋深条件下的超载试验,观察到围岩破坏的发展过程,试验结果还与数值分析进行对比。研究的方法技术及结果将对类似工程研究有一定的指导和借鉴意义。

新材料组合结构

新型结构材料的开发及应用是土木工程技术发展的一个主要驱动力。新型结构材料往往部分性能非常突出,而其他性能却相对较弱。因此,在土木工程中应用某种新型结构材料时,往往需要将其与其他传统或新型结构材料进行优化组合,以期获得高性能的结构。与传统钢-混凝土组合结构相比,基于新材料应用的组合结构(即新材料组合结构)的材料选择更加多样化,结构性能更加突出,为结构工程提供了巨大的创新和发展空间。文中介绍了作者课题组提出的5种新材料组合构件形式,并回顾部分相关研究工作,希望能为新材料组合结构的发展起到抛砖引玉的作用。

短切柔性纤维对密实型沥青混凝土断裂特性的影响

纤维对沥青混凝土的改性效果已得到道路工程界的广泛认可,为探讨不同纤维对沥青混凝土断裂特征的影响,以玻璃纤维和玄武岩纤维作为研究对象,进行半圆抗拉试验,采用数字图像相关技术对半圆试件的全场位移与应变进行实时测量。通过分析极限抗拉强度、极限破坏应变、模量、裂缝缝嘴张开位移、临界断裂能、断裂韧性等指标,探讨了不同纤维对沥青混凝土抗裂性的增强效果。结果表明,两种纤维均能有效改善沥青混凝土的极限强度与破坏延性,纤维改性沥青混凝土具有更高的峰后持荷能力,在沥青混凝土开裂后仍能保持较高的承载能力。玻璃纤维改性沥青混凝土具有更高的临界断裂能量和断裂韧性,基于所选指标建议在工程应用中短切纤维长度不宜超过12 mm。

碱激发胶凝材料的应用研究

介绍了碱激发胶凝材料的组成和分类,特别综述了其在粘贴FRP(纤维增强复合材料)加固混凝土结构、生土墙体材料改性固化等领域的应用研究。最后对碱激发胶凝材料的发展方向进行了展望。

神府高速钢纤维水泥混凝土路面施工要点

针对目前使用越来越广泛的钢纤维水泥混凝土路面,从原材料的选择、配合比设计、施工技术和质量控制方面进行阐述,对于钢纤维路面的设计和施工具有一定的指导意义。

纤维增强复合材料在混凝土柱体构件加固修复中的应用

针对纤维复合材料(FRP)用于混凝土柱体加固修复这一新技术进行综述,着重实验研究和理论分析,比较了其提高混凝土柱体承载能力和延性的各种计算模型的差异,并指出了今后应该继续关注的研究内容.

改性聚酯纤维对混凝土早期开裂与收缩的影响

为探究改性聚酯纤维对混凝土早期开裂和收缩的影响,以纤维掺量为变量,采用平面薄板和非接触法收缩测定仪对改性聚酯纤维混凝土的早期开裂和收缩进行测试分析.结果表明,改性聚酯纤维对混凝土的早期收缩和开裂均有明显的改善作用.随着纤维掺量的增加,裂缝面积和早期收缩呈现先减小后增大的趋势.当纤维掺量为1.2 kg/m^3时,纤维对混凝土早期开裂和收缩性能的改善均达到最好的效果,与未掺纤维的对比试样相比,裂缝面积可降低86.4%,早期收缩率可降低68.7%.试验结果表明,纤维的掺入对混凝土的早期抗折强度影响不大,相较于对照试样而言,纤维混凝土的7d抗折强度增长率均在6%以下.通过裂缝面积、早期收缩和早期抗折强度的对比分析,发现改性聚酯纤维对混凝土抗裂性能的增强主要是由于纤维的掺入减小了混凝土的早期收缩.

特种钢纤维混凝土在桥面维修中的应用

介绍了特种钢纤维混凝土在桥面维修中的应用情况 ,阐述了特种钢纤维混凝土的特点、原材料的选用和维修施工程序及施工中应注意的问题。

碳纤维片混凝土补强技术在结构物加固改造中的应用

碳纤维复合材料以其高强轻质、抗腐蚀、耐老化等卓越的性能被广泛应用于混凝土结构加固领域。为达到最佳的补强效果,充分发挥碳纤维片自身优越性,保证补强效果,认真掌握材料性能、特点及施工工法就显得至关重要,因此,本文主要就工程实际应用过程中碳纤维片补强技术的特点、材料性能及施工工法作以介绍。