硫酸盐溶液对CFRP-混凝土黏结性能的影响

随着CFRP外贴加固混凝土结构技术的应用,CFRP-混凝土黏结界面的耐久性问题也突显出来.为了研究和分析CFRP-混凝土在恶劣条件下的黏结性能,进行了硫酸钠溶液的浸泡及干湿循环试验,并考察CFRP-混凝土拉伸剪切强度随劣化时间的变化特性.研究表明,硫酸钠溶液浸泡对CFRP-混凝土的黏结强度影响不大;但混凝土在受到硫酸盐溶液浸泡后再粘贴CFRP片材,其黏结强度比未经劣化的CFRP-混凝土的黏结强度均有不同程度降低;硫酸盐溶液干湿循环对CFRP-混凝土黏结强度影响较大.     

侵蚀介质下FRP与混凝土界面粘结性能

为考察侵蚀介质作用下FRP与混凝土界面的粘结性能,对遭受浓度为15%的盐酸溶液、氢氧化钠溶液及硫酸盐溶液侵蚀后的36个CFRP-混凝土粘结试件进行了双面剪切试验,探讨了不同侵蚀介质、侵蚀时间对CFRP与混凝土界面的粘结破坏模式及平均粘结强度-滑移曲线的影响规律。试验结果表明:侵蚀作用会显著增加界面滑移变形,酸和盐溶液的侵蚀作用会显著降低试件粘结强度,而碱溶液侵蚀对粘结强度无明显影响。     

外粘贴CFRP加固混凝土结构在海洋环境下的耐久性试验研究

外粘贴CFRP加固混凝土结构的耐久性取决于CFRP材料、CFRP-混凝土粘结界面的耐久性以及外界环境。本文主要针对海洋环境下CFRP材料、混凝土、CFRP-混凝土粘结界面以及加固后混凝土结构的耐久性进行了试验研究。代表性结构为条带包裹CFRP和全裹CFRP的两种混凝土柱。研究表明,海洋环境对材料、粘结界面和加固后柱的性能均有影响,使其相应的力学性能指标值降低。环境作用后,加固柱的承载力降低幅度较大,但并非材料、粘结界面等劣化程度的叠加。而且柱的延性和刚度降低幅度很小,破坏形式主要是CFRP被崩断。两种包裹方式均可大幅度提高混凝土柱的承载力和延性,但提高幅度与CFRP用量不成比例。条带包裹CFRP的柱比全裹CFRP的柱受环境影响的劣化程度大。     

预应力CFRP筋混凝土梁受剪性能试验研究

FRP筋是一种新型预应力筋材,具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点,但是其横向剪切强度相对较低,这会影响预应力FRP筋混凝土梁的受剪承载力。通过27根混凝土梁的受剪试验,研究了预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态,以及各种参数对其受剪承载力的影响,并与钢绞线预应力混凝土梁的受剪试验结果进行了比较。研究结果表明：预应力CFRP筋混凝土梁的剪切破坏形态有两种：斜压破坏和剪压破坏;剪跨比和配箍率是影响预应力CFRP筋混凝土梁受剪承载力的主要因素;有粘结预应力CFRP筋混凝土梁的受剪承载力比无粘结预应力CFRP筋混凝土梁要大15%左右;通过引入反映预应力筋种类和粘结条件的2个参数,提出了预应力FRP筋混凝土梁的简化受剪承载力计算式,计算结果与试验数据吻合较好。     

胶层厚度和耐湿老化对夹层玻璃中PVB胶与玻璃界面粘结性能的影响

夹层玻璃的耐久性和安全可靠性与其界面粘结性能密切相关。本文首次提出了十字交叉法测量夹层玻璃中PVB胶与玻璃的界面拉伸和剪切粘结强度,分别研究了加载速度效应、PVB胶层厚度效应和湿度老化等的影响。结果表明:测量夹层玻璃中PVB胶与玻璃粘结强度的加载速度应选取5mm/min。当胶合层厚度相同时,界面拉伸粘结强度高于其剪切粘结强度,PVB胶层厚度越大,其拉伸粘结强度和剪切粘结强度都逐渐越低。单层PVB胶片与玻璃之间的界面拉伸粘结强度最大值为11.49MPa。耐湿老化对玻璃与PVB胶的界面粘结强度影响不大,即使老化60天后,其拉伸粘结强度也仅下降12.3%。     

纤维增强复合材料加固结构耐久性研究综述

随着纤维增强复合材料(FRP)在土木工程中应用越来越广泛,其耐久性成为工程应用人员关注的焦点问题。分析了各种环境条件对FRP耐久性的影响,结果表明:温度对FRP材料、FRP与混凝土、FRP与钢粘结界面的耐久性影响不明显;冻融作用对FRP与混凝土粘结界面影响较大;水分对FRP材料和粘结界面均有影响;化学介质对CFRP影响不大,对GFRP以及FRP与粘结界面均有较大影响。建议对FRP材料及粘结界面进行自然劣化与加速劣化对比试验,并提出进行耐久性评价时应根据使用环境不同对评价指标赋予不同的权重。     

外贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁裂缝性能试验研究

通过外贴碳纤维(CFRP)布加固钢筋混凝土梁受弯试验,研究了加固后钢筋混凝土梁在不同CFRP用量、不同CFRP-混凝土粘结宽度和不同预裂裂缝情况下的弯曲裂缝性能,测量了加固梁中纯弯段内钢筋和CFRP应变分布,分析得到了CFRP-混凝土局部粘结-滑移曲线特征。结果表明,外贴CFRP对加固梁的裂缝性能具有显著的改善效果,随CFRP用量和CFRP-混凝土粘结宽度的增加,裂缝间距和宽度均减小,随预裂荷载的增大,加固梁的裂缝间距和宽度增大。采用基于粘结-滑移理论的裂缝分析模型对试验梁的裂缝性能进行了分析,模型同时考虑了钢筋-混凝土界面粘结-滑移和CFRP-混凝土界面粘结-滑移对裂缝性能的影响,模拟裂缝宽度和试验裂缝宽度的对比表明,基于粘结-滑移理论的裂缝分析是合理的。     

CFRP加固混凝土结构耐久性试验研究

为了对海水环境下CFRP-混凝土界面性能进行研究,采用42个CFRP片材进行了CFRP材料物理力学性能试验,采用72个混凝土单剪试件对海水环境下CFRP-混凝土界面黏结性能进行试验。结果表明:CFRP材料的耐久性良好,长时间的海水腐蚀对CFRP材料的物理性能没有太大影响;CFRP-混凝土黏结强度随腐蚀时间增加而降低;长时间海水腐蚀对界面延性有不利影响,对界面应变发展规律和黏结滑移关系没有明显影响。     

表层嵌贴预应力CFRP板条加固钢筋混凝土梁的应力传递行为

表层嵌贴预应力FRP板条加固钢筋混凝土结构技术可充分发挥FRP材料强度,且不需设置永久锚具,具有较大的潜力。以试验得到的嵌贴FRP混凝土粘结滑移关系为基础,建立了嵌贴预应力CFRP板条与混凝土的粘结应力微分方程,并根据边界条件推导了方程的解析解,得到了嵌贴预应力CFRP板条放张后界面粘结应力、CFRP拉伸应力的分析模型。与试验结果的比较表明,该模型得出的界面粘结应力及CFRP拉伸应力与试验结果吻合较好。在此基础上,考虑放张后CFRP混凝土界面不出现剥离的条件,分析了粘结界面能抵抗的最大容许预应力。     

外贴纤维加固梁CFRP与混凝土粘结性能的试验研究

FRP与混凝土之间的粘结性能是控制外贴FRP加固混凝土结构成败的关键,在外贴CFRP加固钢筋混凝土梁试验中,在纯弯段内沿CFRP受力方向连续粘贴了应变片,进行了CFRP与混凝土的粘结性能的试验研究,并在试验数据的基础上分析了CFRP应变以及粘结剪应力的发展和沿粘结长度的分布规律。研究结果表明初始裂缝的存在对粘结性能的影响主要表现在加载初期和裂缝附近的局部范围。     

浸渍树脂快速与自然老化试验对应关系

随着FRP加固结构的广泛应用,其耐久性问题也日益突出并受到关注。浸渍树脂作为复合材料的原料之一以及FRP与结构的粘结材料,其耐久性直接影响FRP加固结构的效果。通过对两种浸渍树脂进行快速老化和自然老化试验,在试验的基础上分析并计算了二者的对应关系。结果表明,树脂在自然环境中受各种老化因素共同的作用要比单一因素作用大得多。     

FRP耐久性评价方法

随着FRP加固结构的广泛应用,其耐久性问题也日益突出并受到关注。在FRP材料、浸渍树脂及CFRP-混凝土粘结性能的系列耐久性试验的基础上,从理论上提出了一种评价其耐久性的方法。在此评价方法中建立了单一快速试验环境和复合快速试验环境下FRP名义力学性能衰减模型,在分析快速和自然老化试验结果对应关系时提出并计算了单一和复合加速因子。通过名义力学性能平均衰减速率这一指标建立了从未知材料到已知材料的映射,对未知材料进行耐久性评价。     

浸渍树脂干湿交变试验

随着FRP加固结构的广泛应用,其耐久性问题也日益突出并受到关注。浸渍树脂作为复合材料的原料之一及FRP与结构的粘结材料,其耐久性直接影响FRP加固结构的效果。干湿交变作用是影响树脂耐久性的因素之一。对两种树脂进行干湿交变试验研究,考察浸渍树脂的力学性能随老化时间的变化特性,并对试验结果从宏观角度进行分析。结果表明,两种树脂在同样的干湿交变环境条件下老化,其力学性能随老化时间的变化趋势不同。     

纤维增强复合材料的耐久性能试验研究

通过快速冻融试验、耐碱性试验、浸水试验、湿热暴露试验、人工加速老化试验,研究了腐蚀环境对纤维增强复合材料（FRP）的复合体及粘结剂力学性能的影响.结果表明：碳纤维增强复合材料（CFRP）的耐久性能较好,在各种暴露条件下,其力学性能没有明显退化;玻璃纤维增强复合材料（GFRP）的耐久性能略差,水环境、碱环境、湿热环境以及冻融循环对其均产生了较大影响.粘结剂试件在人工加速老化曝露试验后,其外观颜色和力学性能均发生一定的变化.     

盐雾侵蚀条件下玄武岩纤维布加固混凝土构件的耐久性试验

国内外学者对纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁的整体性能及其耐久性都做了大量的试验和理论研究,但是以往对FRP的研究大多集中在碳纤维复合材料(CFRP)及玻璃纤维复合材料(GFRP)等上面,而对性价比良好的玄武岩纤维(BFRP)加固混凝土结构的试验研究却很少。基于以上因素,通过对18个梁在不同的初始荷载水平情况下分别在自然环境和盐雾环境下的老化试验研究,结果表明:不同初始荷载水平对BFRP加固混凝土梁的影响较小;盐雾环境与自然环境下对比发现,BFRP加固混凝土梁具有较好的耐盐雾侵蚀能力。     

碳纤维加固混凝土的粘结性能研究

将加固后的混凝土放置在自然环境、水环境、酸环境、碱环境、碳化环境中14,56 d。通过测量混凝土与碳纤维布之间的正拉强度及观察破坏形式,研究不同侵蚀环境对碳纤维布加固混凝土粘结性能的影响。研究表明:外界环境作用14 d后,酸环境对混凝土正拉强度的不利影响最大,其次为碳化环境、碱环境、水环境。环境作用56 d后,同样酸环境对混凝土正拉强度的不利影响最大,其次为碱环境、水环境,而碳化环境使得正拉粘结强度有所提高。环境作用14 d后,只有在酸环境下碳纤维布加固混凝土的破坏形式为粘结破坏,其他环境下均为混凝土受拉破坏,说明酸环境对碳纤维布与混凝土之间的粘结性能影响较大。环境作用56 d后,在水环境、酸环境、碱环境作用下的试件为碳纤维布与混凝土之间的粘结破坏;自然环境、碳化环境作用下的试件为混凝土拉断破坏。随着时间的增加,外界侵蚀环境对碳纤维布与混凝土之间粘结强度产生越来越不利的影响。     

FRP配筋混凝土结构研究进展及其应用

在恶劣服役环境下,钢筋锈蚀是目前混凝土结构面临的主要问题。纤维增强聚合物(fiber reinforced polymer,FRP)筋作为一种新型材料,由于其具有轻质高强和优异的耐腐蚀性等特点,适用于替代普通钢筋以有效提升混凝土结构的耐久性能。基于近年来国内外已开展的相关研究工作,通过对FRP筋的基本力学和耐久性能、FRP筋与混凝土的界面黏结性能、FRP筋混凝土梁、柱、板等的受力性能研究及FRP筋在实际工程中应用的系统回顾与总结,认为FRP筋可以有效增强混凝土结构的性能,在工程建设中具有广泛应用前景,而对于构件的使用性能、耐久性能以及设计方法的研究方面还存在着不足,进而提出尚需深入研究的相关问题。     

FRP筋在酸碱侵蚀下的耐久性能

由于酸碱盐、潮湿、紫外线、温度等环境条件对FRP筋的长期性能具有一定的影响,致使国际上对FRP筋长期性能的研究越来越关注,本文提出应用BP神经网络方法对CFRP筋在酸碱侵蚀下的耐久性能研究,预测结果表明此方法可行,可以为CFRP筋耐久性设计提供理论依据。     

西北自然环境条件下碳纤维片材耐久性能的试验研究

FRP加固广泛应用于土木工程,对耐久性能的研究已得到了工程界的重视。对目前土木工程加固常用的碳纤维片材耐久性进行了初步的试验研究。考察我国西北自然环境条件下老化对其抗拉强度、伸长率和弹性模量等的影响。共完成40个碳纤维片材的拉伸性能试验。截至自然老化2年时,碳纤维片材伸长率略有下降,抗拉强度与弹性模量基本不变。     

BFRP和CFRP加固受弯混凝土界面疲劳性能试验

以纤维增强复合材料（FRP）片材外贴混凝土受弯构件为研究对象,探讨玄武岩纤维（BFRP）和碳纤维增强复合材料（CFRP）加固混凝土界面疲劳性能。通过实施四点弯曲加载试验,研究了BFRP和CFRP加固混凝土界面疲劳破坏模式、界面疲劳裂缝扩展规律以及构件跨中挠度和FRP应变随加载循环次数的变化规律,并对BFRP和CFRP加固混凝土界面的静载剥离承载力和疲劳寿命进行了分析,给出了BFRP和CFRP加固混凝土界面的疲劳强度。研究结果表明:与BFRP 混凝土界面相比,CFRP 混凝土界面的静载剥离承载力提高了约50%,其疲劳寿命也明显提高;既有疲劳历程对BFRP和CFRP加固混凝土界面的静载剥离承载力影响不大。