炭黑导电混凝土和碳纤维炭黑导电混凝土电热试验

目的为开发出融雪化冰或室内升温用的新型功能混凝土材料,研究炭黑导电混凝土(Carbon Black Conductive Concrete)和复掺碳纤维炭黑导电混凝土(Carbon fiber-carbon Black Diphasic Conductive Concrete)的导电性能以及电热效应.方法通过制作两种材料插有电极的立方体混凝土试块并测量记录不同龄期下的电阻率,比较分析两种材料的导电性能,并考虑碳纤维对导电性的影响作用.将两种材料试块分别串联进直流电路中,观察其通电发热情况并比较发热效果和电阻率的变化情况.结果相对于炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土的导电性更好,其中炭黑掺量为1%、碳纤维掺量为2%的试块电阻率低于100Ω·cm.两种材料通电发热速率均比较稳定且升温效果较好.单掺炭黑导电混凝土试块电阻率随通电时间延长变化较稳定,而复掺碳纤维炭黑试块电阻率受极化效应影响较大.结论相对于单掺炭黑导电混凝土,复掺碳纤维炭黑导电混凝土有更好的导电性,但其电阻率稳定性还有待研究.而单掺炭黑导电混凝土在通电发热试验中,其电阻率变化较小,具有较好的电阻率稳定性.     

碳纤维混凝土导电性能试验研究

通过掺入不同含量碳纤维的三种不同强度混凝土的试验,分别对其塌落度、强度、电阻的变化与碳纤维含量的关系以及电阻与养护期龄的关系进行了研究,得出了碳纤维混凝土导电性能的变化规律并对其原因进行了分析.     

环境载荷对碳纤维电热复合材料电热性能的影响

 考查了碳纤维电热复合材料在通电加热和力学载荷下的电热性能。结果表明,碳纤维电热复合材料的电阻值随温度的升高成线性减小关系,但其变化范围较小;拉伸或弯曲载荷下的变形,碳纤维电热复合材料的电阻值均随着形变量的增加而增大,但环境载荷对2 种载荷的影响有所区别。其中,电阻值随拉伸载荷的增大成线性增大关系,但在初始加载和即将拉断时电阻会有较大波动;对于弯曲载荷,初始加载时电阻值并没有发生明显变化,当加载达到某一临界值时,电阻值随弯曲载荷的增大成线性增大关系。     

碳纤维增强复合材料加固混凝土粘结性能试验

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)加固混凝土技术在桥梁工程与建筑工程中有大量应用,而直接影响工程结构加固维修的关键因素是其界面粘结性能,因此开展相关试验研究对保障工程安全具有重大意义。以一种基于专门设计的试验装置进行弯曲剪切试验来研究CFRP-混凝土界面的粘结性能。利用数字图像相关(digital image correlation, DIC)法得到的应变场确定碳纤维布的脱粘长度,同时对碳纤维增强材料的性能进行了理论分析,探讨了试验中的力学响应。结果表明：弯剪破坏的原因是弯矩的增大导致界面粘结强度和极限荷载的降低。通过对比弯剪试验和理论应变分布曲线,证明试验的有效性。粘结区在弯曲作用下产生的正应力有一个固定的有效区域,在该区域以外不会产生正应力。因此,在工程应用中,确定碳纤维布板的剥离长度可以减少维护工作,碳纤维布-钢筋混凝土在受弯曲和拉伸的共同作用下,可以在加载端有效应力区域内进行再加固,增加使用寿命。     

预埋碳纤维网增强水泥混凝土梁性能试验研究

抗裂与抗折性能对混凝土材料在建筑工程中的广泛应用起着重要的影响.采取预埋碳纤维网的形式对水泥混凝土小梁的性能进行改善,重点分析碳纤维网的密度、层数与预埋位置对小梁性能的影响趋势,得到最佳的增强效果.结果表明:预埋碳纤维网能显著提升混凝土梁的抗折性能.碳纤维网密度60 mm×60 mm时,距混凝土梁上表面100 mm时增...     

碳纤维织物增强混凝土薄板的界面粘结性能试验

为了研究碳纤维织物增强混凝土薄板中织物和混凝土界面间粘结性能,首先介绍了德国斯图加特大学提出的测试织物在薄板的混凝土基体中界面粘结性能的拉拨试验方法,并通过初步试验,讨论了试验方法中试件养护条件和试验机夹具夹持试件的尺寸2个因素对试验结果的影响.然后,进一步研究了复合材料中的织物在其使用前的预浸胶和复合材料薄板制作过程中在织物上施加预拉力2项工艺对提高织物和混凝土基体间界面粘结性能的影响.采用Ohno ＆ Hannant理论,分析和探讨了该试验方法的机理.最后,得出该试验方法能较准确地反映织物增强混凝土薄板中织物和混凝土界面间粘结性能的结论,并提出织物浸胶和施加预拉力可以提高其界面间粘结性能的建议.     

碳纤维板与混凝土抗剪粘接性能试验研究

经过试验研究,测定了复合材料碳纤维板与混凝土的有效粘接长度．并采用简单适用的粘接锚固措施．获得了碳纤维板与混凝土的界面破坏形式．试验结果表明．复合材料碳纤维板与混凝土的有效粘接长度约为200mm左右．碳纤维板与混凝土的界面抗剪粘接强度在20～30MPa之间．     

碳纤维钢渣混凝土强度及导电性能研究

将碳纤维和钢渣复相导电组分加入到水泥基中制备成导电混凝土,不仅能起到增强的作用,而且还具有良好的导电性能.通过试验的方法,探讨了碳纤维含量不同的两组混凝土随钢渣掺量对抗压强度和电阻率的影响.试验结果表明:在碳纤维混凝土中加入一定量的钢渣,不仅能有效增加混凝土的抗压强度,而且能够改善纤维混凝土的导电性能.在不影响混凝土导电性能的条件下,通过掺加钢渣降低碳纤维的使用量,节约导电混凝土的材料成本.     

炭黑—聚丙烯复合型导电高分子材料的电热性能研究

文中研究了炭黑（ＣＢ）作为填充相，聚丙烯（ＰＰ）作为基体相的复合型导电高分子材料的电热性能。实验结果表明，ＣＢ－ＰＰ复合材料具有明显的渗流效应、正温度系数效应和低场下的线性伏安特性。利用这些特性，可改善或调节材料的导电、导热和机械性能，制备开关材料和面发热体材料等。     

碳纤维格栅混凝土抗弯性能研究

结合实验 ,对碳纤维格栅混凝土进行抗弯性能研究 ,就格栅进行抗弯受力分析 ,并对增强效果作出原因分析     

高温下碳纤维-混凝土界面受剪性能试验研究

分别在4,40,60,80,100,120,140,160,180℃下进行碳纤维-混凝土界面的剪切试验,研究了不同温度下界面破坏形式、温度对胶体及碳纤维的影响,以及黏结强度随温度的变化规律,初步建立了不同温度下的黏结应力-滑移关系.试验结果表明,40℃时的界面黏结强度高于其他温度;40℃后黏结强度随温度升高而降低;温度超过100℃后,黏结强度基本趋于稳定.     

碳纤维布约束混凝土方柱轴压性能的试验研究

研究了碳纤维布约束混凝土方柱的轴向抗压性能,考虑了纤维布的粘贴方式、纤维布数量以及纤维布条之间的间距对约束效果的影响。重点分析了其破坏形态、承载力和轴向压应力与应变的关系,结果表明碳纤维布约束混凝土柱可不同程度地提高其抗压承载力和变形能力;整体加固效果明显优于条带加固;随加固率的增大,峰值应力、峰值应变、极限应力和极限应变都有所提高,轴向应力应变曲线的下降段趋于平缓。     

碳纤维线电热混凝土道面板温升速率影响因素显著性分析

碳纤维线电热混凝土道面板的温升速率与多种因素有关,为了研究"工作电流强度""发热线布置埋深""发热线间距"3个因素对混凝土道面板温升速率影响的显著性,运用ANSYS建模进行试验并获取数据,采用正交法和响应面法进行数据分析,并通过现场试验进行验证。正交法所得埋深的F值为13.634,间距的F值为25.605,工作电流强度的F值为14.431;响应面法所得埋深的P值为0.037 5,间距的P值为0.012 6,工作电流强度的P值为0.015 0。通过分析可以发现3个因素对于混凝土板温升速率的影响都较为显著,且显著性大小顺序为B(碳纤维线间距)C(工作电流强度)A(碳纤维线埋深),由DX软件分析得到温升速率的拟合方程:α=2.73-0.077A-0.099B+0.096C+0.008AB+0.013AC+0.01BC-0.097A2+0.028B2-0.063C2,并由此得到碳纤维发热线间距为80mm,埋深为50~90mm,工作电流强度为0.5~1.0A时,道面板温升速率满足融雪化冰要求。     

碳纤维短切丝对水泥混凝土梁性能的改善试验研究

随着工程建设环境越来越复杂,混凝土材料抗裂与抗折性能不足的缺点也显得尤为突出.本文通过掺入碳纤维短切丝的方式改善混凝土梁抗折性能的试验,重点分析了达到最佳抗折效果时碳纤维短切丝的长度与掺量.试验结果表明,当掺入长度为6 mm,掺量为1.0％的短切丝时,对混凝土梁的抗折性能综合提升效果最佳.     

碳纤维水泥石导电性能试验研究

通过在实验中对碳纤维水泥石电学性能实验测试得出的数据,对其运用概率统计的方法进行分析,从实验数据当中总结出碳纤维水泥石电阻率特性,并与理论计算的结果相比较,对两者之间的关系进行了分析.     

浅议碳纤维加固混凝土梁的试验

为考察碳纤维的粘贴层数、方式等因素对碳纤维加固的混凝土梁在抗弯性能和力学行为方面的影响情况,分析加固梁在承载过程中的破坏特征与裂缝的发展过程,进行了对比试验研究.结果表明:碳纤维粘贴可以提高钢筋混凝土梁的抗弯刚度、改善结构的力学性能,且碳纤维的粘贴方式对抗弯承载力的提高影响较大,所得结论为碳纤维加固混凝土梁的研究和应用提供了依据。     

碳纤维布加固混凝土框架受力性能

为了避免纤维布拉断、剥离等提前破坏模式,提出了铝角钢/FRP加固框架结构梁、柱端部的新型加固方法.介绍了两跨两层框架试件的几何、配筋、加固过程和试验方法.通过比较分析,选择合适的应力-应变模型以模拟FRP对混凝土的约束效应,截面的弯矩-曲率关系近似地采用带软化段的四折线型,对加固后的框架进行非线性分析,与试验结果作了对比.最后,研究了混凝土约束效应、加固长度、合理选择待加固杆件对加固框架受力性能的影响.数值分析结果与试验结果吻合良好,FRP产生的约束效应对框架受力有较大影响,适当选择加固长度和加固量,可以实现塑性铰或破坏面位置的转移,特别加强薄弱的杆件,可以取得显著的加固效果.     

碳纤维布加固混凝土梁裂缝及界面性能模拟

为深入了解碳纤维布加固钢筋混凝土梁的裂缝及界面性能,对外粘碳纤维布的钢筋混凝土梁受弯下的非线性全过程进行有限元模拟,其中混凝土采用多线性等向强化模型模拟,碳纤维布假定为线弹性,界面采用陆新征简化模型模拟.着重分析碳纤维布加固前后梁的裂缝分布及破坏形态、加固梁在不同载荷下碳纤维布的受力情况、碳纤维布与混凝土界面的粘结滑移机理.结果表明:通过以上分析,模型能较好地反映梁的受力全过程,与试验结果一致.     

浅议混凝土剪切性能试验及配合比

基于四点受力等高变宽梁的试验方法得到的应力状态接近于纯剪状态,试验条件容易实现,试验通过该法进行了再生混凝土剪切试验,研究再生混凝土抗剪强度及剪切变形性能,分析再生混凝土抗剪强度与抗拉、抗压强度的关系和相同水灰比的条件下,再生骨料取代率对再生混凝土抗剪性能的影响,对再生混凝土剪应力一应变方程和剪切模量计算方法进行探讨。     

碳纤维增强复合材料编织网混凝土梁试验研究

将碳纤维增强复合材料（CFRP）编织成正交网格,并经环氧树脂胶固化形成受力骨架,代替钢筋混凝土梁中的钢筋,以解决普通钢筋混凝土中钢筋易锈蚀的问题。通过对3根不同配筋率的CFRP编织网混凝土梁的弯曲性能试验,观察在各级荷载作用下构件的应变变化、挠度发展、破坏过程及破坏特征,对其受弯承载力及抗弯刚度等弯曲性能进行分析。试验结果表明：CFRP编织网与混凝土有良好的粘结性能,二者协同受力性能良好;破坏前,试件有明显的塑性变形,有明显的破坏预兆,延性性能较好;随着配筋率的提升,构件承载能力、抗弯刚度较大幅度提升。试件破坏时,CFRP编织网纵向受力筋均未达到其抗拉强度,故在以后的试验中可对编织网的纵向受力筋施加一定的预应力,以提高CFRP编织网的利用率。