CFRP板与钢梁粘接的疲劳性能研究

CFRP板与钢构件粘接疲劳性能的研究目前还不多,制约了该加固技术在桥梁结构中的使用。对一组CFRP板加固钢梁进行了理论分析结合疲劳试验研究,将粘接层的疲劳寿命分为无裂纹寿命和裂纹扩展寿命两部分进行考虑。试验得出在最大疲劳荷载作用下的最大界面主应力和无裂纹寿命的S-N曲线。其疲劳极限值约为静载作用下极限界面主应力的30%,与英国规程中的规定相符。由基于最大疲劳荷载时粘接层的能量释放率的Paris Law,推导裂纹扩散寿命的预测公式,并由试验结果求得该公式中的经验系数。与试验结果比较发现,该公式能较为准确的预测裂纹扩展的规律。试验结果还显示,疲劳荷载幅度对疲劳寿命有一定的影响,但远小于最大疲劳荷载的影响。

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

提出了一种锚贴钢板加固方法,通过2根采用锚贴钢板加固的钢筋混凝土梁(1根采用粘贴钢板加固的梁和1根对照梁)的受弯性能试验,分析了锚贴钢板加固梁的受力特点以及加固效果,并与粘贴钢板加固梁和对照梁进行了对比.试验研究结果表明,与粘贴钢板加固相比,锚贴钢板加固具有施工工艺简单、加固效果好,加固质量容易保证等优点,是一种新的有广泛工程应用前景的加固技术.

桥梁加固用结构胶的制备与性能影响分析

为了改进粘钢加固用结构胶的力学性能,对结构胶的各个构成组分进行试验分析确定其用量比例,通过室内试验和力学性能测试研究粘钢加固用结构胶的力学性能特点。采用正交试验得出结构胶各个组分对力学性能影响的主次顺序,确定了粘钢加固用结构胶的配比。通过分析不同固化剂用量对结构胶的性能影响,确定固化剂用量,并对试配的结构胶进行了力学性能试验,得出的力学性能指标满足粘钢加固用结构胶的使用要求,试配的结构胶可以用于混凝土桥梁的加固补强。另外,对适配的结构胶在使用过程中的表面处理、固化时间、固化温度与相对湿度、固化压力提出了指导性建议研究方法,可为桥梁结构的加固提供借鉴意义。

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受弯性能的试验研究

锚贴钢板是采用专用的异形铆钉将钢板锚贴在钢筋混凝土构件上的一种加固方法,通过4根采用锚贴钢板加固的钢筋混凝土梁、1根采用粘贴钢板加固的梁和1根未加固对照梁的受弯性能试验,分析了锚贴钢板加固梁正截面的受力特点以及加固效果,并与粘贴钢板加固梁和对照梁进行了对比,提出了锚贴钢板加固钢筋混凝土梁的受弯承载力计算方法的建议。试验研究结果表明,与粘贴钢板加固相比,锚贴钢板加固具有施工工艺简单、加固效果好,加固质量容易保证等优点,是一种新的有广泛工程应用前景的加固技术。

不同方法加固足尺寸RC梁的抗弯性能

对4种常用加固方法加固的矩形截面钢筋混凝土梁的抗弯性能进行了对比试验研究.通过10根混凝土梁的抗弯加固试验,研究碳纤维布(carbon fiber sheet,CFS)、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固RC梁的受弯破坏特征,探讨4种加固方法对梁开裂荷载、屈服荷载、极限承载力和延性的影响,比较各种加固梁的裂缝扩展、挠度和刚度变化.研究表明:1)相比未加固梁,CFS、非预应力与预应力钢绞线和黏钢加固梁的开裂荷载分别提高了27.8%、59.7%、94.4%和73.6%;屈服荷载分别提高了12.4%、26.1%、36.2%和37.6%;极限承载力分别提高了48.0%、71.1%、74.6%和75.6%;极限挠度分别减小了23.6%、21.0%、31.1%和19.6%.2)正常使用状态下,预应力钢绞线加固效果优于非预应力钢绞线.3)钢绞线对提高梁二次刚度作用明显,而钢板作用较小.

固化剂对室温胶黏CFRP板/钢板界面性能的影响

基于自研的纳米SiO_(2)环氧树脂胶黏剂配比,制作了室温固化的21个胶黏剂拉伸试件、20个碳纤维增强复合材料(CFRP)板/钢板双搭接接头试件,进行了胶黏剂拉伸力学指标及搭接试件承载能力、有效黏结长度、传力模式和黏结滑移本构等试验研究,得到了固化剂种类及掺量对搭接试件界面黏结性能的影响规律.结果表明:固化剂种类和掺量不同的7种胶黏剂的拉伸强度依次为GY34(基于缩氨105和聚醚氨D230按质量比1∶2复配的胶黏剂)>GY35(基于聚醚氨D230的胶黏剂)>GY31(基于缩氨105的胶黏剂)>GY2(基于改进酚醛胺GR07的胶黏剂)>GY33(缩氨105和聚醚氨D230按质量比1∶1复配的胶黏剂)>GY1(基于芳香氨BD11的胶黏剂)>GY32(基于缩氨105和聚醚氨D230按质量比2∶1复配的胶黏剂);搭接试件的抗剪承载力依次为GY34-S>GY31-S>GY35-S>GY2-S>GY33-S>GY1-S>GY32-S;GY31-S、GY35-S、GY34-S的破坏模式为CFRP板层离,其界面胶层黏结强度大于CFRP板内层间剪切强度;各CFRP板/钢板搭接接头有效黏结长度为50~80 mm;4种采用单一固化剂粘接的搭接试件的黏结滑移曲线均为双线性三角形模型;采用GY34粘接的搭接试件的黏结滑移曲线为三线性直角梯形,界面韧性能得到提升.

镀铜钢纤维表面改性及其耐腐蚀性能和黏结性能

为了改善镀铜钢纤维与水泥基体的黏结强度,用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)和γ-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTS)对镀铜钢纤维进行表面处理.采用红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、氯化钠溶液浸泡腐蚀试验和黏结强度测试来评价处理后镀铜钢纤维的性能.结果表明:MPTS与镀铜钢纤维表面发生了化学键合,提升了钢纤维表面粗糙度;经过MPS处理和MPTS/MPS组合处理的钢纤维腐蚀溶液的吸光度积分只有未处理组的91%和45%;经过MPS处理和MPTS/MPS组合处理的钢纤维从水泥基体中拔出时所做的功相对于未改性组分别提升了43%和224%,与水泥基体的黏结强度得到了相应提高.

锚贴钢板和粘钢加固钢筋混凝土梁受剪性能的比较

锚贴钢板加固法是一种新型补强加固方法.本文通过对1根锚钢加固的钢筋混凝土梁和2根对比梁进行了受剪性能的试验研究.结果表明:锚贴钢板加固能够提高梁的抗剪承载力;改善梁的破坏形态;抑制梁斜裂缝的发展;且锚钢加固施工简单,施工质量容易得到保证.

粘钢补强钢筋砼梁的静载及疲劳性能

通过对钢筋混凝土粘贴钢板后进行的静载弯曲及疲劳试验，探讨了钢板厚度、锚固措施及混凝土强度等对试件静载及疲劳性能的影响，以及在疲劳试验过程中载荷和加载线位移及跨中挠度的变化规律，总结了粘钢梁的破坏型式，并根据钢板应变分布。

钢结硬质合金表面化学镀钴-磷层的热疲劳特性

采用自约束热疲劳试验法研究了钢结硬质合金表面化学镀钴-磷层的热疲劳特性。研究了热疲劳后镀层的损伤及热裂纹的萌生与扩展特征。探讨了热疲劳寿命与镀层厚度和热循环次数的关系。结果表明,在热循环初期镀层表面所形成的氧化膜与镀层结合良好,阻止了镀层的进一步氧化腐蚀,提高了镀层的热疲劳性能。

扫描电子显微镜/能谱仪分析钢帘线与橡胶之间的黏合机理

作为橡胶复合材料的增强材料的镀黄铜钢丝帘线得到广泛应用。钢丝帘线和橡胶的黏合力在钢丝帘线/橡胶的整个生命周期中是至关重要的,因此,黏接机制是几十年来橡胶工业的一个焦点。各种现代分析仪器,如X射线光谱仪和质谱仪,已被应用于该键合界面的研究。本文采用扫描电子显微镜/能量色散X射线光谱仪(SEM/EDX)研究钢帘线表面形貌和黏合机理。根据这些形态测试结果,观察到橡胶残留带主要位于Cu/Zn空隙区。进一步的研究表明,黏合层宏观结构导致橡胶残留物的联锁机理。

锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受剪性能的试验研究

锚贴钢板是采用专用的异形铆钉将钢板锚贴在钢筋混凝土构件上的一种加固方法,通过3根采用锚贴U形钢板箍加固的钢筋混凝土梁、1根采用粘贴U形钢板箍加固的梁和2根未加固对照梁的受剪性能试验,分析了锚贴钢板加固梁斜截面的受力特点以及加固效果,并与粘贴钢板加固梁和对照梁进行了对比,提出锚贴钢板加固钢筋混凝土梁受剪承载力计算方法的建议。试验研究结果表明,与粘贴钢板加固相比,锚贴钢板加固具有施工工艺简单、加固效果好、加固质量容易保证等优点,是一种新的有广泛工程应用前景的加固技术。

采用高性能水泥基黏结剂的钢-UHPC组合板界面剪切性能试验研究

为探究高性能水泥基黏结剂(HPCA)作为钢-UHPC组合板黏结剂的可能性,以黏结剂种类、龄期、温度和黏结面积作为参数,开展了24个水泥基黏结剂连接的钢-UHPC组合板的界面抗剪试验,分析各参数对黏结界面的破坏模式、抗剪黏结强度的影响规律。结果表明:在常温条件下,采用高性能水泥基黏结剂的试件主要发生黏结层内聚破坏(B类破坏),采用普通水泥基黏结剂(NCA)的试件发生黏结层和UHPC板界面脱粘破坏(C类破坏),NCA的抗剪黏结强度仅为HPCA的47.9%;在高温条件下,HPCA的抗剪黏结强度降幅为40%~60%,但仍超过1.0 MPa;龄期对抗剪黏结强度影响较大,当龄期从7 d增加至28 d和90 d时,HPCA的抗剪黏结强度分别提高了29.2%和38.1%,且相应的材料抗折强度分别提高了32.8%和35.2%,二者提高幅度相当,说明抗剪黏结强度与材料抗折强度有较强的相关性;抗剪黏结强度受黏结面积的影响较小,当黏结面积从100 cm^(2)减小至75 cm^(2)和50 cm^(2)时,抗剪黏结强度分别增高了3.1%和8.4%。

土工膜刚性连接施工工艺研究与应用

土工膜与刚性部位连接处易被破坏而发生渗漏。本文以莱芜市沟里水库库底防渗治理施工为例,在传统施工方法的基础上,通过试验对土工膜刚性连接施工工艺进行研究和试验,制定了"接触面增设齿槽、自配专用胶、调整钢板压条紧固"等一套切实可行的施工技术和方法,并验证了该工艺的实际防渗效果,总结和规范了工艺流程,以期为同类工程施工提供经验和参考依据。

电镀槽槽体钢板与PVC衬板的粘接工艺

阐述了电镀槽槽体钢板与PVC衬板的粘接工艺。选用合理的表面处理方法对钢板和PVC衬板分别进行表面处理,其中选用乙酸乙酯溶剂反复擦拭钢板进行脱脂处理,砂纸打磨对于钢板表面进行粗化,最后利用重铬酸钠-浓硫酸处理液在70～75℃处理钢板10～15min,PVC板则用甲乙酮溶剂脱脂处理,而后用砂布打磨粗化表面,并用丙酮擦拭残留的污物,最后用清水冲洗并干燥。采用改性的环氧胶黏剂粘接钢板和PVC板,在涂胶过程中应注意涂胶的均匀性及晾置的时间,而后室温固化1～2d,完成了电镀槽槽体钢板与PVC衬板的粘接工艺过程。

间甲钴黏合体系在轮胎骨架材料中的黏合机理研究

为验证与进一步探索黏合树脂及钴盐对轮胎与镀铜钢丝帘线的增黏作用机理,选取传统黏合树脂R80与2种新型黏合树脂HT1005和H620,通过对2种新型黏合树脂的结构分析、橡胶硫化特性、静态T抽出测试与力学性能测试,并设计了一种新的黏合层强度测试方法与黏合层表征方法,进行机理探索,得出如下结论:含有羟基的极性黏合树脂在橡胶硫化时,会由于与非极性天然橡胶的极性差异产生的热力学不相容从而产生自动相分离,向橡胶与镀铜钢丝的界面层进行迁移汇集,且极性越高迁移能力越强,产生一个介于橡胶与镀铜钢丝之间的树脂富集层.因为黏合树脂交联反应温度为140℃左右,会在天然橡胶硫化反应时发生同步交联反应,黏合树脂形成的网络模量高于橡胶硫化网络,会增强镀铜钢丝与橡胶之间的黏合层强度,并形成一个镀铜钢丝与橡胶之间的模量过渡层,进一步增强黏合层.且极性越强,树脂网络交联程度与橡胶硫化网络交联程度越接近,增黏效果越好;钴盐会活化橡胶中的S,使更多的S迁移到镀铜钢丝表面从生成更多硫化亚铜键,增强黏合.