碳纤维织物增强UHPFRC薄板抗弯性能试验研究

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纤维编织物早在20世纪80年代就开始考虑作为增强混凝土的材料,最开始的研究主要是网格状编织物用于增强轻质混凝土或石膏材料。随着研究的深入,织物优秀的力学性能和耐久性能让织物增强混凝土建筑有了极大的可能性。目前TRC还主要应用于加强和修复已有的混凝土结构,但近年来,织物增强混凝土构件也开始应用于实际工程如外墙面板、阳台墙面挂架、板材、壳体结构等。但在很多结构中织物增强混凝土还是未经标准化的建筑材料,织物增强混凝土作为未来极具潜力的建筑材料仍需要进一步的研究。碳纤维织物增强混凝土薄板具有良好的力学性能和耐久性能,纤维编织物轻薄的特点也适用于制作成轻薄型结构。本文对碳纤维增强PE纤维增强UHPC薄板的抗弯性能进行了试验研究。  本文对 UHPFRC(PE)进行了立方体抗压强度试验、弯拉强度试验、轴压强度试验和轴压弹模试验,试验结果表明超高性能混凝土有较高的力学性能和应力应变性能。同时对浸润环氧树脂后的碳纤维织物进行了抗拉强度试验和抗拉弹模试验。在试验材料材性试验的基础上,进行了薄板四点弯曲试验。试验共制作了5组薄板,包括UHPC薄板、UHPFRC(PE)薄板和碳纤维织物(1层、2层、3层)增强UHPFRC(PE)薄板。试验结果表明对于1.5%体积掺量的UHPFRC(PE)在分析织物增强薄板构件的受弯性能时需要考虑基体的受拉作用;3组织物增强薄板试件均属于受拉破坏,极限抗弯承载力受织物掺量和织物与基体粘结能力的影响。通过试验数据对碳纤维织物增强 UHFRPC(PE)薄板受弯破坏形式,破坏过程和极限抗弯承载力的计算方法进行了理论分析。  运用 ABAQUS有限元分析软件对碳纤维织物增强 UHPFRC薄板四点弯曲试验进行了数值分析模拟。并对试验中未能顺利完成的3层碳纤维织物增强薄板的四点抗弯试验进行了全过程数值模拟。并通过与试验数据对比,对埋在混凝土中的碳纤维编织网粗纱的力学行为进行了分析。
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