FRP复合锚固技术试验研究

经外粘纤维增强聚合物(FRP)片材进行抗弯加固的钢筋混凝土梁,除发生正截面破坏外,经常会出现早期的剥离破坏,导致纤维的抗拉强度不能有效利用甚至使加固失效。本文提出一种新型的用于阻止剥离破坏发生的FRP复合锚固技术。该技术改良了机械锚固系统,通过钢片和螺杆实现了对纤维片材的锚固。通过11根抗弯加固梁的试验,主要研究了FRP复合锚固技术的有效性以及其对FRP应变分布和界面剪应力分布的影响。研究结果表明,该技术可以有效防止早期剥离破坏的发生,显著提高FRP片材的强度利用率,明显增强FRP片材与钢筋混凝土构件之间的界面粘结强度,具有良好的工程应用前景。     

GFRPP筋酸碱盐腐蚀老化实验研究

根据自行研究的生产工艺,研制生产出连续纤维增强聚丙烯螺纹筋。这种新型的FRTP筋具有高强、韧性好、生产成本低、生产过程无污染、可二次成型、可焊接、可回收再利用、与混凝土粘结好等优点。同时,对这种新型的连续玻璃纤维增强聚丙烯螺纹筋在不同浓度的酸、碱、盐溶液介质环境中的耐久性能进行了研究;对其物理及力学性能受环境影响状况进行了分析;并与传统连续纤维增强热固性树脂,如环氧树脂等进行了对比研究;并对其使用寿命采用FHWA法进行了预测。这些为这种新型的热塑性FRP筋在土木工程中的应用提供了一个坚实的基础。     

手喷漆清洗剂的研制

为了有效地清除城市小广告以及街头涂鸦,研制了一种针对热塑性丙烯酸树脂类手喷漆的乳液型脱漆剂。采用单因素实验法研究了有机溶剂的种类、用量,主、助溶剂的质量比,表面活性剂的种类、用量,甲酸的用量,对脱漆效率的影响。实验结果表明:脱漆剂的最佳组成为以乙酸丁酯为主溶剂,苯甲醇为助溶剂,十二烷基苯磺酸钠和OP-10复配为表面活性剂,甲酸为促进剂,石蜡为挥发抑制剂。当乙酸丁酯为27 g,苯甲醇为9 g,十二烷基苯磺酸钠为1 g,OP-10为1 g,甲酸为2 g,石蜡为6 g时脱漆效率最高。在最佳实验配方及其用量的条件下,1 mL脱漆剂所能擦除漆膜的面积为70.65 cm2。并且脱漆剂中水含量超过50%,其余组成部分均为低毒、挥发性不大的物质,易于生物降解,市售常见,成本低廉,符合绿色化学"高效、洁净、经济、环保"的要求。     

再生聚丙烯增韧改性研究

对回收聚丙烯(RPP)进行增韧改性,制备回收聚丙烯/回收胶粉(RPP/WRP)和回收聚丙烯/热塑性弹性体POE(RPP/POE)共混材料,研究两种共混材料的韧性、力学、热、流变性能和形态.结果表明,RPP/WRP改性体系有较好的韧性和耐热性,较高的硬度,属于假塑性流体,回收胶粉可以部分替代POE作为某些制品的增韧剂.     

混凝土重力坝FRP片材表面加固抗震性能研究

如何提高混凝土重力坝薄弱位置的抗震性能是国内外大坝抗震研究的热点问题。本文基于等价静力非线性方法,采用考虑混凝土细观非均匀特性的混凝土损伤模型,研究FRP片材表面加固大坝薄弱位置的抗震有效性。以2座不同形态的混凝土重力坝A、B为例,分别进行坝踵FRP片材表面加固研究和折坡处FRP片材表面加固研究,分析加固前后坝体的应力状态、裂缝扩展情况和破坏形态。数值模拟结果表明:坝踵处采用FRP片材加固可以很好地增强坝体的抗震性能,有效地抑制裂缝的产生和发展;折坡处采用FRP片材加固在一定程度上可以提高坝体的抗震性能,下游坝身加固与否对提高大坝的抗震性能影响不大。     

FRP约束钢骨高强混凝土短柱抗剪承载力计算

主要研究FRP(纤维增强复合材料)约束SRHC(钢骨钢筋高强混凝土)构件的受剪承载力计算方法。在已有SRHC构件试验结果分析的基础上,进一步研究了CFS(碳纤维布)约束后SRHC构件斜截面的受力特点及其影响因素;根据CFS与箍筋类似的受力分析,给出了CFS约束SRHC柱斜截面受剪承载力计算公式。计算结果表明,CFS约束SRHC柱的受剪承载力比SRHC柱的受剪承载力有所提高。由于CFS的作用相当于箍筋,而其应变略大于钢筋的应变,所以对内部混凝土的约束效果较好,因此本文该简化计算方法偏于安全,可供今进一步研究以及工程设计参考。     

基于人工神经网络方法的FRP增强混凝土断裂研究新思路∗

纤维增强复合材料(FRP)作为一种新型的增强加固材料,由于其强度高、质量轻、防腐蚀、耐疲劳、与混凝土粘结性能好以及便于施工等诸多优点,在混凝土结构修复加固领域得到了广泛的应用。近年来,随着人工智能(AI)的逐渐兴起,机器学习(ML)作为实现AI 的一种途径,在水利、建筑等各行各业也得到了长足的发展。首先简单介绍了ML 的基本原理,并通过对ML 在混凝土结构工程中应用的系统回顾与总结,指出了传统试验和数值模拟分析中FRP 增强混凝土断裂研究存在的一些难点和局限性,阐述了基于ML 的人工神经网络(ANN)方法在处理混凝土结构问题中的优越性,认为采用ANN 方法能够有效解决FRP 增强混凝土断裂研究中难以解决的问题;其次,对ANN 方法应用于FRP 增强混凝土断裂韧度预测中的新思路进行了详细介绍,给出了ANN 方法应用于FRP 增强混凝土断裂韧度预测的具体流程,并对其流程中的一些步骤给出了建议;最后,对ML 应用于FRP 增强混凝土断裂方向的深入研究进行了展望,提出了ML 应用于FRP 增强混凝土断裂方向深入研究的相关问题。     

样品尺寸对热塑性聚氨酯燃烧性能的影响研究

采用锥形量热仪对不同尺寸的热塑性聚氨酯材料进行小尺寸燃烧试验研究,获得了点燃时间、热释放速率、烟气释放速率及燃烧特性指数等参数,分析了样品尺寸对其燃烧性能的影响.结果表明:点燃时间随着材料厚度的增加而延长;材料厚度的增加加长了内部导热过程,使热释放速率峰值和烟气释放速率峰值增大,到达峰值的时间延长;燃烧特性指数中火灾增...     

化学改性空心微珠阻燃热塑性聚氨酯弹性体的研究

为了提高热塑性聚氨酯弹性体的阻燃性,以四氟硼酸盐离子液体对空心微珠进行化学改性,获得新型阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料。采用锥形量热仪和烟密度测试仪测定分析新型阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料的阻燃、抑烟性能;探究化学改性后的空心微珠对热塑性聚氨酯弹性体的阻燃与抑烟效果的影响,以及不同组分含量的改性空微珠对热塑性聚氨酯弹性体的阻燃抑烟性能的影响。结果表明:采用四氟硼酸盐离子液体进行化学改性的空心微珠能够明显改善热塑性聚氨酯弹性体的阻燃性能;添加以四氟硼酸盐离子液体进行化学改性的空心微珠的热塑性聚氨酯弹性体复合材料具有一定的抑烟效果,其抑烟性能虽不如添加单一空心微珠的热塑性聚氨酯弹性体复合材料,但优于纯热塑性聚氨酯弹性体材料;相比于添加单一空心微珠的热塑性聚氨酯弹性体复合材料,添加化学改性空心微珠的热塑性聚氨酯弹性体复合材料的抑烟效果下降幅度低于阻燃效果的增强幅度,改性后的复合材料阻燃抑烟总体效果强于未改性的复合材料,改性空心微珠含量越高,总体效果越好。     

FRP(钢绞线)加筋混凝土梁正截面受弯承载力计算

纤维增强复合筋、不锈钢绞线等高强材料作为混凝土梁的受力筋可以充分发挥强度高、耐腐蚀性能好等优点,在土木工程中得到了广泛应用。为了分析此类高强材料加筋混凝土梁的受弯性能,在平截面假定基础上,对混凝土和受力纵筋分别采用混凝土Hongnestad模型和线弹性模型,通过平衡条件,推导了FRP(钢绞线)加筋混凝土梁受弯承载力的计算公式,并与国内外82根简支梁的试验结果进行了对比。研究结果表明:加筋混凝土梁抗弯强度试验值与理论值之比的平均值为1.07,标准差为0.14。建议公式可以较好地计算FRP(钢绞线)加筋混凝土梁的受弯承载力。实际工程构件抗弯截面设计时,建议安全配筋率取1.4倍平衡配筋率,设计截面弯矩取0.625倍理论受弯承载力,以使构件具有足够安全储备。