SBR乳液改性砂浆与水泥基体界面粘结性能

通过轴向拉拔及界面剪切试验测试了SBR(styrene-butadiene rubber,简称SBR)乳液改性水泥砂浆与旧水泥基体之间的粘结强度,SBR的掺量为水泥质量的0～12%.对新拌砂浆含气量、0～90 d砂浆的收缩变形及28d龄期砂浆的孔隙率和孔径分布等进行了试验研究与分析.研究认为,SBR乳液的掺入改善了新拌砂浆与旧水泥基体之间界面粘结性能,其作用机理主要有以下几点:1.使新拌砂浆含气量减小、28 d龄期砂浆闭口孔隙率增加,有助于保持砂浆中的水分,减小砂浆因水分丧失而产生的干燥收缩,2.减小砂浆28 d龄期前的收缩变形,从而减少了粘结界面因收缩产生的微裂纹,3.使28 d龄期砂浆的平均孔径变小、有害及多害孔隙数量减少,而无害孔隙增多,使接触界面新拌砂浆有害孔隙减少或孔隙细化或孔隙被封堵,从而增加了界面有效粘结面积.     

改善新老混凝土界面粘结性能的措施研究

通过16组共48个100mm×100mm×100mm四种纤维混凝土与既有混凝土粘结的立方体试件劈拉试验,研究了新混凝土中纤维种类、纤维掺量对粘结试件劈拉性能的影响。结果表明各种纤维的加入总体上均有利于新老混凝土粘结性能的提高。效果最佳的是碳纳米管,其次是聚丙烯腈纤维,然后是玄武岩纤维和钢纤维。然后通过64组共192个100mm×100mm×100mm纤维增强聚合物改性混凝土与既有混凝土粘结的立方体试件劈拉试验,研究了新混凝土中纤维种类、纤维与聚合物掺量组合对粘结试件劈拉性能的影响。苯丙乳液的复合掺入总体上可进一步提高新老混凝土的粘结劈拉强度。各种纤维与苯丙乳液复掺时,均存在一个苯丙乳液掺量的最佳值。     

纤维-基体早龄期界面性能的影响因素

通过自行改造的测试系统,实现了对早龄期纤维增强水泥基复合材料体系中纤维–基体界面性能的测定,考察了龄期、基体组成、埋入深度、纤维表面特征等因素对界面性能的影响规律.结果表明:随着龄期的增加,界面的黏结强度逐渐增加,相对密实的基体组成有利于提高界面性能;随着埋入深度的增加,纤维–基体的界面黏结强度降低;而三角形截面及化学沉积改性的纤维与基体之间具有更高的界面黏结强度.     

植筋胶与混凝土界面粘结滑移性能的试验研究

为了研究植筋胶与混凝土界面的粘结滑移性能,以植筋锚固长度、植筋胶层厚度及钢筋表面特征为参数,进行了6组高强混凝土植筋无约束推压试验,分析了各参数对植筋胶与混凝土界面的粘结应力、粘结滑移性能等的影响。试验结果表明,所有试件均发生植筋胶层与混凝土界面的粘结滑移破坏,且不出现混凝土基体锥体破坏。在其他条件相同的情况下,高强混凝土植筋的推压承载力随着植筋锚固长度、植筋胶层厚度大致呈线性增大;光圆钢筋植筋的推压承载力远小于相应的带肋钢筋,粘结滑移性能较差。在试验研究的基础上,提出了高强混凝土植筋在无约束推压试验时植筋胶与混凝土界面的粘结应力-滑移本构基本函数关系。该模型较好地反映了植筋胶与混凝土界面的粘结滑移关系,可用于混凝土植筋结构的有限元模拟分析。     

涂层与基体界面结合强度测定模型的有限元模拟

采用有限元法对涂层与基体界面结合强度进行了力学模拟,并对试验模型提出了改进。通过对涂层与基体界面最大剪切应力和最大法向应力的分析,比较了模型中不同基体台阶深度、涂层尺寸对界面结合强度的影响。确定了最佳模型,使模拟过程中最大法向应力明显降低,能够更好地体现不同体系剪切应力的变化,并在最佳模型下研究了不同涂层和基体材料相互作用的界面结合强度。     

FRP片材与砼粘结界面剥离破坏过程的数值分析

针对FRP砼界面粘结性能和抗拉裂能力问题进行了研究.基于FRP与砼界面面内剪切试验的结果,采用材料真实破裂过程分析〔RFPA〕系统,对FRP砼界面粘结性能进行了数值试验.为了真实地模拟砼材料的力学性能,该数值模型考虑了由颗粒、砂浆和界面三相组成的复杂砼结构、FRP单元和砼单元直接连接等问题.结果表明,通过砼单元的破坏来模拟FRP和砼界面的宏观剥离破坏过程,其数值试验结果再现了FRP砼界面的剥离破坏全过程.     

高温下FRP筋与混凝土的粘结性能

为研究FRP筋与混凝土在高温下的粘结性能,对表面喷砂的GFRP、BFRP筋混凝土进行了高温下的拉拔试验,得到20～350℃温度范围内粘结强度及滑移曲线随温度的变化规律.试验结果表明,高温下FRP筋与混凝土粘结性能的衰减集中出现在树脂的玻璃软化温度区间,结合材料热分析的试验结果,本文提出了FRP筋与混凝土的粘结强度随温度的衰减模型,该模型以树脂玻璃化温度t和热分解温度n为控制参数,具有较强的通用性并可应用于其他树脂材料和纤维类型的FRP筋中.高温中FRP筋与混凝土的粘结破坏模式为FRP主筋与喷砂层间的界面剥离破坏,根据高温下二者粘结受力的特点,本文首次提出了高温中FRP筋与混凝土的四阶段粘结滑移模型,该模型以常温下的CMR、mBEP模型为原型,通过回归高温拉拔试验的变化规律以得到模型中的各项参数.经验证该滑移模型与常温及高温拉拔试验结果具有较好的吻合性,可指导应用于FRP筋混凝土构件的抗火设计中.     

基于分段式模型考虑界面损伤的GFRP锚杆-砂浆粘结性能数值模拟

通过编写Vumat子程序定义玻璃纤维增强塑料(GFRP)锚杆材料参数,并考虑GFRP锚杆与砂浆界面的不均匀及损伤特性进行正交各向异性建模,借助ABAQUS有限元软件对GFRP锚杆与砂浆界面的粘结滑移特性进行分段模拟,探究GFRP锚杆轴力、界面剪应力分布形态,进而对不同直径GFRP锚杆-砂浆界面力学特性进行分析.研究结果...     

涂层碳纤维强化铝基复合材料的界面反应与断裂特征及机械性能的关系

研究了涂SiC涂层的碳纤维强化铝基复合材料的界面反应状况,断裂特征及机械性能。实验表明,复合材料机械性能及断裂特征主要受涂层结构状况的控制。随反应时间的延长,SiC涂层不断被消耗,拉伸强度经历稍有上升、下降及大幅度下降三个阶段,断裂方式依次为双拨出型、纤维拨出型,部分涂层拨出型及平切型。SiC涂层可有效地阻止纤维与基体的反应,保证C/Al复合材料在界面反应严重的情况下仍保持较高的强度水平。