反分析法確定鋼纖維水泥砂漿拉應(yīng)力與裂縫張開位移關(guān)系

為了適應(yīng)建筑工程對電磁防護的需要,水泥基吸波材料的研究得到了迅速發(fā)展。但水泥作為吸波材料的基材,不僅起膠結(jié)材料的作用,其本身的吸波性能也不容忽視。在1～18ghz波段范圍內(nèi),選用p·ⅱ42.5r水泥和改性硫鋁酸鹽水泥(sac),并摻入6%波浪型鋼纖維,制成厚度為10～30mm的水泥砂漿試樣,進行了吸波性能研究。測試結(jié)果顯示,隨試樣厚度的增加,吸收峰的位置會向低頻區(qū)移動;最大吸收率基本都在16db左右,6db平均累計帶寬約5.5ghz;試樣表面粗糙度變化時,低頻率區(qū)的吸收率基本不變,而高頻率區(qū)的吸收率有所波動。波浪型鋼纖維對sac水泥砂漿的吸波性能具有一定的改善作用,6db吸收峰累計帶寬超過11ghz。

一、概況桐廬縣肖嶺水庫(中型)總干渠渠首過溪暗溝于1990年第15號強臺風(fēng)中被徹底沖毀,因直接影響到下游三萬畝農(nóng)田的灌溉和肖嶺二、四級電站的發(fā)電效益,故急需及時修復(fù)。經(jīng)現(xiàn)場踏勘分析后,認為原過溪暗溝處于溢洪道下消力池邊是不安全可靠的,為此決定移位,改用倒虹吸方案(斷面2×2m,q_設(shè)=6.5m~3/s)。工程修復(fù)概算,包括兩岸防洪堤總造價需32萬元。由于工程量大,資金籌集困難,錯過了施工季節(jié),為確保三萬畝農(nóng)田灌溉,修復(fù)工程要求在入汛前后完成。倒虹吸系水下工程,加上施工期(4～5月)雨水多,排水困難,鋼筋混凝土施工質(zhì)量受到嚴重影響。完工后經(jīng)放水試驗,漏水量競達到30%,倒虹吸下半部斷

鋼纖維水泥砂漿修補渠系建筑物

鋼纖維水泥砂漿修補渠系建筑物

對纖維水泥砂漿的力學(xué)性能分析表明,加入聚丙烯纖維后,(1)砂漿的體積密實,抗壓強度有一定提高;(2)砂漿的韌性增加,脆性降低,提高了砂漿的抗拉強度;(3)對抵抗砂漿收縮有明顯作用,尤其對早期砂漿的收縮有明顯的改善效果;(4)經(jīng)多次凍融循環(huán),質(zhì)量損失和強度損失都明顯降低。

6組試驗結(jié)果表明:一般的工業(yè)與民用建筑的主體結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件經(jīng)鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)加固后,加固層與原結(jié)構(gòu)能有效地協(xié)同工作,構(gòu)件承載力有大幅度的提高,構(gòu)件破壞形態(tài)向延性破壞發(fā)展,裂縫也變得細而密。根據(jù)工程案例的實況和備選的改造加固方案,提取了加固層厚度、直接工程費、環(huán)保功效等14個技術(shù)經(jīng)濟評價指標,運用熵權(quán)決策法確定各指標所占的權(quán)重,最后模糊綜合評判三個設(shè)計方案,得出鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)加固法是一項技術(shù)性能良好、經(jīng)濟支出合理、綜合價值占優(yōu)的加固方法。

對鋼纖維水泥砂漿加固的抗彎足尺混凝土梁一、二次受力進行了試驗研究。試驗包括1根對比梁和6根用鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)加固的試驗梁。試驗梁采用三面u形加固形式,量測試驗梁裂縫分布形態(tài)、荷載-撓度曲線、鋼筋和混凝土及加固砂漿應(yīng)變發(fā)展規(guī)律等。通過改變加固梁的加固配筋率和受力形態(tài),研究了這種加固方法對rc梁的承載力、破壞形態(tài)、截面剛度及裂縫分布等的影響。試驗結(jié)果表明,鋼纖維水泥砂漿加固是一種有效的加固方法,能夠顯著提高鋼筋混凝土梁的抗彎承載力、截面剛度以及抗裂性能。

研究了摻纖維水泥砂漿升溫與降溫過程中的熱電效應(yīng),并著重探討了纖維和水泥基體對該體系熱電性能的影響.研究發(fā)現(xiàn):碳纖維和微細鋼纖維能顯著提高和改善水泥砂漿的熱電性能;通過碳纖維水泥砂漿與微細鋼纖維水泥砂漿聯(lián)結(jié)可形成水泥基熱電偶,從而實現(xiàn)對大體積水泥砂漿混凝土內(nèi)部的溫度監(jiān)控.

用鋼纖維混凝土加固修復(fù)工程結(jié)構(gòu)是一種提高其極限承載力和延性的有效方法。該文研究了鋼纖維水泥砂漿加固砌體墻的平面外受力性能,試驗了4個1000mm×1000mm×115mm的砌體墻,采用30mm厚、纖維體積含量分別為1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的鋼纖維水泥砂漿加固。試驗結(jié)果表明:用體積含量為1.5%的鋼纖維水泥砂漿加固效果最好;同時該文數(shù)值模擬了鋼纖維水泥沙漿加固砌體墻的平面外極限承載力,數(shù)值模擬結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好。

通過外包鋼纖維水泥砂漿加固混凝土試件的雙面剪切試驗,探討老混凝土表面不同界面處理、鋼纖維水泥砂漿強度對鋼纖維水泥砂漿與老混凝土界面粘結(jié)強度的影響。結(jié)果表明:老混凝土表面粗糙度、鋼纖維水泥砂漿強度對新老材料界面粘結(jié)強度有顯著影響,二者的交互效應(yīng)影響不顯著。修補材料中鋼纖維的摻入,對新老材料粘結(jié)強度的提高有一定影響。

通過對2根對比梁和4根加固的鋼筋混凝土梁的抗剪試驗,研究不同剪跨比和不同受力方式下的rc梁采用鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)加固后的抗剪性能.主要分析了各組對比梁及加固試驗梁的破壞形態(tài)、斜裂縫、撓度、應(yīng)變的變化規(guī)律.依據(jù)實驗結(jié)果,提出了鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)加固rc梁的抗剪承載力計算公式,計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好,可為實際加固工程設(shè)計提供理論參考.

目的研究鋼纖維水泥砂漿(sfcm)鋼筋網(wǎng)加固法加固rc方柱的力學(xué)性能以及影響因素.方法對4根rc方柱采用鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)進行加固,在5000kn反力架上進行軸心抗壓一次受力試驗,并與另外2根未加固柱試驗結(jié)果進行對比.結(jié)果sfcm鋼筋網(wǎng)加固法能大幅提高鋼筋混凝土柱的極限承載能力、峰值應(yīng)變、開裂荷載、延性,其中軸心抗壓極限承載力提高幅度最小為53%,最大為103%;有效改善被加固柱裂縫的分布形態(tài)及破壞形態(tài),使裂縫由不加固的疏而寬變得密而細.結(jié)論sfcm鋼筋網(wǎng)加固法可大幅提高構(gòu)件的極限承載力,改善構(gòu)件延性,約束構(gòu)件裂縫發(fā)展;給出了受壓承載力計算方法,利用該方法所得計算值與試驗結(jié)果吻合較好.

為了使鋼纖維水泥砂漿這種新的加固材料能早日在土木工程領(lǐng)域得到應(yīng)用,對采用此材料加固的梁的抗彎性能進行了試驗研究.試驗包括1根對比梁和6根用鋼纖維水泥砂漿鋼筋網(wǎng)加固的試驗梁,試驗梁采用三面u形加固形式,量測主要項目為試驗梁裂縫分布形態(tài),荷載-撓度曲線,鋼筋、混凝土及加固砂漿的應(yīng)變發(fā)展規(guī)律等.通過改變加固梁的加固配筋率和受力形態(tài),研究了這種加固技術(shù)對鋼筋混凝土梁的承載力、破壞形態(tài)、截面剛度及裂縫分布等的影響.試驗結(jié)果表明:采用鋼纖維水泥砂漿對足尺鋼筋混凝土梁進行抗彎加固,能較大幅度地提高鋼筋混凝土梁正截面承載力和剛度;鋼纖維水泥砂漿中的鋼纖維能有效地抑制裂縫的產(chǎn)生,使試件具有良好的抗裂性能.

主要研究墻體抹面水泥砂漿因溫差變化發(fā)生微觀和宏觀裂縫,甚至擴展的多發(fā)病,進而闡述抹面纖維水泥砂漿阻止溫差裂縫的機理,并說明某種規(guī)格,而且具有一定量纖維的纖維水泥砂漿是可以減少,阻止或消除溫差變化引發(fā)的裂縫。這是很有經(jīng)濟、技術(shù)和實用價值的

主要研究墻體抹面水泥砂漿因溫差變化發(fā)生微觀和宏觀裂縫,甚至擴展的多發(fā)病,進而闡述抹面纖維水泥砂漿阻止溫差裂縫的機理,并說明某種規(guī)格,而且具有一定量纖維的纖維水泥砂漿是可以減少,阻止或消除溫差變化引發(fā)的裂縫.這是很有經(jīng)濟、技術(shù)和實用價值的.

碳纖維水泥砂漿試塊力學(xué)性能研究

通過對素砂漿、碳纖維砂漿和混雜纖維砂漿的力學(xué)性能和電機敏性能的對比,認為纖維的混雜具有一定的經(jīng)濟效益,有利于碳纖維水泥砂漿作為機敏材料的推廣應(yīng)用

目的研究碳纖維水泥砂漿梁加載和卸載過程的力學(xué)及電學(xué)性能,為其應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)(如建筑、橋梁、大壩等)的無損自診斷檢測預(yù)警、車重及車速的測量等領(lǐng)域提供參考依據(jù).方法設(shè)計了5組碳纖維水泥砂漿簡支梁,每組3根梁,各組碳纖維質(zhì)量分數(shù)分別為0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%,對梁施加了兩個集中荷載,觀測在加載及卸載過程中所產(chǎn)生電流、電壓的情況.結(jié)果梁受力產(chǎn)生的電壓值與所受荷載值具有一一對應(yīng)的關(guān)系.荷載反向時,電壓方向同時發(fā)生改變,當(dāng)首次或突然施加荷載時,電壓變化非常明顯.隨著碳纖維摻入量的增加,力電效應(yīng)隨之減弱.結(jié)論碳纖維水泥砂漿梁的力電效應(yīng)是確實存在且可以測得的,當(dāng)勻速加載、突然加載、勻速卸載、突然卸載時,均有電流產(chǎn)生,且加載時產(chǎn)生的電流與卸載時產(chǎn)生的電流方向相反.

以有機聚丙烯纖維為對比,進行了無機玄武巖纖維水泥砂漿的抗壓、抗折、抗拉伸及抗彎系列力學(xué)性能試驗研究。研究結(jié)果表明:在最佳摻量下,玄武巖纖維水泥砂漿的各種力學(xué)性能優(yōu)于聚丙烯纖維水泥砂漿;玄武巖纖維對水泥漿體早期具有顯著的增強作用,但降低了水泥砂漿的28d強度;摻入玄武巖纖維可以增加砂漿的韌性,對砂漿的抗拉強度改善起到了一定作用;玄武巖纖維對砂漿的抗彎破壞強度改善不顯著,但明顯增大了相同荷載下試件的撓度。

玻璃纖維水泥砂漿是一種用于加固石拱橋的復(fù)合材料,其基質(zhì)材料為水泥,增強材料為玻璃纖維。它的強度雖低于碳纖維,但與圬工材料具有更好的相容性,能顯著地提高結(jié)構(gòu)承載能力。加固后的結(jié)構(gòu),其破壞模式優(yōu)于碳纖維加固,且破壞前有明顯的預(yù)兆。

聚丙烯纖維水泥砂漿在錨桿灌漿等工程中能增加錨固段的錨固力,提高砂漿的抗裂能力,減少預(yù)應(yīng)力損失,簡化施工工藝等。通過試驗研究不同規(guī)格,不同摻量的纖維所配得的聚丙烯纖維水泥砂漿的抗壓強度、抗折強度,得出聚丙烯纖維水泥砂漿的合理配合比;通過試驗研究聚丙烯纖維水泥砂漿和普通水泥砂漿的粘結(jié)抗剪強度,表明:聚丙烯纖維對水泥砂漿有改性作用;聚丙烯纖維水泥砂漿的粘結(jié)抗剪強度比同等條件的普通水泥砂漿高;聚丙烯纖維水泥砂漿配制方便、施工工藝簡單。

1試驗概況1．1試驗原材料:水泥采用42．5普通硅酸鹽水泥;細骨料采用中粗天然河砂,級配良好;聚丙烯纖維采用洛陽某公司研制的單絲聚丙烯纖維,長度為10mm、20mm。其基本性能為:密度約為0．91g/cm~3,熔點165℃,燃點580℃,抗拉強度大于500mpa,楊氏模量大于4500mpa,不吸水,導(dǎo)熱性低,極限延伸率15％,抗酸堿性極高,抗老化,無毒。它與水泥基相容性好,能經(jīng)受水泥水化物侵蝕而自身不受損害,耐久性能好。