用于纤维编织网增强混凝土的自密实混凝土
混凝土中添加纤维增强技术的应用
混凝土中添加纤维增强技术的应用一、引言混凝土是一种常见的建筑材料，在建筑、道路、桥梁等领域广泛应用。
然而，在长期使用过程中，混凝土容易出现裂缝、开裂等问题，影响其使用寿命和稳定性。
为了解决这一问题，人们引入了纤维增强技术，通过在混凝土中添加纤维，可以有效提高混凝土的抗裂性、抗拉强度和耐久性，从而延长混凝土的使用寿命。
本文将详细介绍混凝土中添加纤维增强技术的应用。
二、纤维增强技术的原理纤维增强技术是指在混凝土中添加纤维，通过改变混凝土的微观结构，增加混凝土的抗拉强度和耐久性。
纤维可以是玻璃纤维、聚合物纤维、金属纤维等，不同的纤维对混凝土的性能有不同的影响。
纤维可以分散在混凝土中，也可以在混凝土中形成网状结构，增强混凝土的整体性能。
纤维增强技术的原理是通过增加混凝土的韧性，使其在受力时能够更好地承受外部力量，从而提高混凝土的抗裂性和耐久性。
三、纤维增强技术的分类纤维增强技术可以根据纤维的种类、形状和添加方式进行分类。
1.纤维种类的分类根据纤维的种类，纤维增强技术可以分为玻璃纤维增强混凝土、聚合物纤维增强混凝土、金属纤维增强混凝土等。
玻璃纤维增强混凝土：玻璃纤维是一种无机非金属材料，具有良好的韧性和耐腐蚀性。
玻璃纤维增强混凝土可以提高混凝土的抗裂性和耐久性，同时也能够改善混凝土的施工性能。
聚合物纤维增强混凝土：聚合物纤维是一种合成材料，具有良好的韧性和耐腐蚀性。
聚合物纤维增强混凝土可以提高混凝土的抗裂性和耐久性，同时也能够改善混凝土的施工性能。
金属纤维增强混凝土：金属纤维是由金属材料制成的纤维，具有良好的抗拉强度和韧性。
金属纤维增强混凝土可以提高混凝土的抗裂性和耐久性，同时也能够改善混凝土的施工性能。
2.纤维形状的分类根据纤维的形状，纤维增强技术可以分为直形纤维、弯曲纤维和卷曲纤维等。
直形纤维：直形纤维是一种形状规则的纤维，可以增加混凝土的抗拉强度和韧性。
弯曲纤维：弯曲纤维是一种形状不规则的纤维，可以增加混凝土的韧性和抗裂性。
纤维编织网增强混凝土(TRC)研究现状
85【建材装饰】住宅与房地产2019年2月纤维编织网增强混凝土（TRC）研究现状王佳庆，柏曙杰，卢其一，柳梅冬（徐州工程学院，江苏 徐州 221000）摘 要：纤维编织网增强混凝土相较于普通混凝土，拥有强承载力、高韧性、轻质等优点，是一种新型增强建筑复合材料。
文章主要介绍了纤维编织网增强混凝土在国内外的研究现状，分析说明纤维编织网增强混凝土的特性，并提出该领域中有需进一步研究探讨的问题。
关键词：纤维编织网增强混凝土；特性；现状中图分类号：TU37 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）02-0085-01织物增强混凝土又称织物增强砂浆（textile reinforced mortar）或纤维编织网增强混凝土（textile reinforced concrete，TRC），是一种以耐碱纤维织物作增强材料，以水泥净浆、砂浆或混凝土作基材而构成的新型增强建筑复合材料。
纤维编织网有很强的抗腐蚀能力，因此混凝土中钢筋易锈蚀的问题也迎刃而解。
纤维编织网增强混凝土材料相比较于常见的混凝土材料，拥有承载能力强、韧性强度高、制造成本低、使用寿命长、适用范围广、结构质量轻等优点，使其不仅可用于制作薄壁轻质构件，也可用来制作永久性模板，构件的修复与加固等，大大拓宽了TRC 混凝土结构的应用领域。
1 研究现状1.1 国外研究现状1999年，国外就开始了对纤维编织网增强混凝土材料的研究。
德国建立了联合研究中心，主要用于对已有建筑进行维修和加固的研究，对于理论方面也有一定的成果。
以色列的学者采用不同织物与水泥基材料组合的混凝土材料来修复受损的混凝土构件，总结出织物的弹性模量和编织方式对结构的加固修复具有一定程度的影响。
Contamine 等[1]对TRC 薄板进行了拉伸实验，得到荷载——变形曲线，并对其进行分阶段机理分析。
Schladitz 等[2]对在编织纤维的种类、纤维束等特性的改变情况下TRC 力学性能的研究。
纤维编织网增强混凝土(TRC)的基体开发和优化
（ 大连 理工 大学 海 岸及 近海 工程 国家 重点 实验 室 结构分室 ， 大连 １６ ２ ） １０ ４
摘 要 ：纤 维 编 织 网 增 强 混 凝 土 （ ｘｌ ｒ ｎ ｒ ｄｃｎｒｅ缩 写 为 Ｔ Ｃ 结 构 因 其 良好 的 承 载 能 力 、 韧 性 、 腐 蚀 、 磁 ｔ ｔｅ ｅ ｆ ｃ ｏｃ ｔ， ｅ ｉ ｉ ｏ ｅ ｅ Ｒ） 高 不 防
ｔ ｘ ｉ ｅｎ ｏ ｃ ｄ ｃ ｎ ｒ ｔ ｅ ｔｌ ｒ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｃ ｅ ｅ ｅ
Ｕ ． ＸＵ ｈｌｎ Ｈｅ Ｓ ｉ ｇ ａ
（ ｔｔ ＫｙＬ ｂｒｔｒ ｏ ｏｓ ｌ ｎ ｆｓｏ ｎ ｉ ｅｎ Ｄ Ｌａ ｎ ｅ ｉ Ｔｃｎｌ ｙ Ｄ Ｌａ １６ ２ ） Ｓａｅ ｅ ａ ｏａ ｙ ｆＣ ａｔ ｄＯ ｈｒ Ｅ ｇｎ ｎ ｇ， ａ ｉｎＵ ｉ ｒｔ ｏ ｅ ｏ ｇ ， ａ ｉｎ １０ ４ ｏ ａａ ｆ ｅ ｅ ｖ ｓｙｆ ｈ ｏ
Ｏ 前 言
过去 ， 维增 强 混凝 土 的研究 重点 一直 集 中于 短切纤 维 。短 切纤 维 因为 在混 凝土 中乱 向分 布 ， 纤 强度 不能 充分
发挥 ， 大掺 量 使用 ， 需 造成 浪 费 。如将 连续 纤维 粗 纱沿混 凝 土 中的 主应 力方 向布 置 ， 增强 效 率 就 会 大 大提 高 。后 来人 们就 将 连续纤 维 粗纱 编织 成 了平 面或 立体 的纺 织 物 ， 纤维 编 织 网 （ 下简 称 纤维 网） 即 以 。常 用 的纤 维 网 有碳 纤维 网和玻 璃纤 维 网 。碳 纤维 化 学性 能稳 定 ， 弹性 模量 和钢 筋 相 当 ， 抗拉 强度 远 高于普 通 的钢 材 ， 但价 格高 ， 宜 不
大量 使用 。玻璃 纤维 便宜 ， 弹性 模量 仅 为钢 材 的 １ ， 拉 强 度和 高强 钢丝 差 不多 。埋 入混凝 土 中 的玻璃 纤维 ， 但 ／ 抗 ４
混凝土中纤维增强技术原理及应用
混凝土中纤维增强技术原理及应用一、引言混凝土是一种广泛使用的材料，用于建筑物、桥梁和道路等基础设施工程。
然而，传统的混凝土具有一些缺陷，如低抗裂性、低韧性和低耐久性。
为了克服这些问题，人们发明了纤维增强混凝土（Fiber Reinforced Concrete，FRC）技术。
本文将介绍纤维增强混凝土的原理和应用。
二、纤维增强混凝土的原理1. 纤维增强混凝土的定义纤维增强混凝土是指在混凝土中添加纤维材料，以提高混凝土的性能。
纤维材料可以是天然纤维（如羊毛、麻、木材等）或人造纤维（如聚丙烯、玻璃纤维、碳纤维等）。
2. 纤维增强混凝土的分类根据纤维的类型，纤维增强混凝土可以分为以下几类：① 钢纤维增强混凝土（Steel Fiber Reinforced Concrete，SFRC）：钢纤维增强混凝土是指在混凝土中添加钢纤维，以提高混凝土的抗拉强度和韧性，从而增加其承载能力和耐久性。
② 玻璃纤维增强混凝土（Glass Fiber Reinforced Concrete，GFRC）：玻璃纤维增强混凝土是指在混凝土中添加玻璃纤维，以提高混凝土的抗拉强度和韧性，从而增加其承载能力和耐久性。
玻璃纤维增强混凝土还具有良好的耐腐蚀性和抗渗性能。
③ 聚丙烯纤维增强混凝土（Polypropylene Fiber Reinforced Concrete，PFRC）：聚丙烯纤维增强混凝土是指在混凝土中添加聚丙烯纤维，以提高混凝土的抗裂性和韧性，从而改善其耐久性和耐候性。
④ 碳纤维增强混凝土（Carbon Fiber Reinforced Concrete，CFRC）：碳纤维增强混凝土是指在混凝土中添加碳纤维，以提高混凝土的抗拉强度和韧性，从而增加其承载能力和耐久性。
碳纤维增强混凝土还具有良好的耐腐蚀性和抗渗性能。
3. 纤维增强混凝土的性能纤维增强混凝土具有以下性能：① 抗裂性：纤维增强混凝土的纤维可以防止混凝土的裂缝扩展，从而提高了混凝土的抗裂性。
混凝土纤维增强技术及其应用
混凝土纤维增强技术及其应用混凝土纤维增强技术是一种旨在提高混凝土结构强度和耐久性的技术。
它利用高强度纤维材料将混凝土中的裂缝封闭，从而提高混凝土的抗裂性能和抗震性能。
混凝土纤维增强技术的应用范围非常广泛，包括建筑、道路、桥梁、隧道、机场跑道等领域。
混凝土纤维增强技术的基本原理是将纤维材料添加到混凝土中，以提高混凝土的韧性和耐久性。
纤维材料可以是钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
这些纤维材料可以增加混凝土的抗拉强度、抗冲击性能和耐久性。
此外，纤维材料还可以防止混凝土裂缝的扩展，从而提高混凝土的耐久性。
混凝土纤维增强技术的应用范围非常广泛。
在建筑领域，混凝土纤维增强技术可以用于加强混凝土墙、柱和梁等结构。
在道路领域，混凝土纤维增强技术可以用于加强路面和路基。
在桥梁领域，混凝土纤维增强技术可以用于加强桥梁墩和梁。
在隧道领域，混凝土纤维增强技术可以用于加强隧道壁和顶部。
在机场领域，混凝土纤维增强技术可以用于加强机场跑道和停机坪。
混凝土纤维增强技术的具体应用过程如下：1. 确定混凝土结构的使用要求和设计荷载，选择适当的纤维材料。
2. 根据设计要求，计算混凝土中纤维材料的用量。
根据混凝土的配合比和纤维材料的种类和用量，确定混凝土的配比。
3. 在混凝土搅拌中加入纤维材料，并按照标准要求进行搅拌，以确保混凝土中纤维材料的分散均匀。
4. 在混凝土施工过程中，采用适当的施工方法和工艺，确保混凝土的密实性和均匀性。
在施工过程中，应注意防止混凝土中纤维材料的聚集和堆积，以避免混凝土强度的不均匀性。
5. 在混凝土施工完成后，进行养护。
养护过程中，应注意保持混凝土的湿度和温度，以确保混凝土的强度和耐久性。
混凝土纤维增强技术的优点主要有以下几点：1. 提高混凝土的抗裂性能和抗震性能。
2. 提高混凝土的韧性和耐久性，延长混凝土的使用寿命。
3. 简化施工工艺，提高施工效率。
4. 降低混凝土结构的维护成本。
5. 可以应用于各种类型的混凝土结构和工程。
混凝土中添加纤维的原理与应用
混凝土中添加纤维的原理与应用一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、道路、桥梁等工程中的材料。
随着建筑结构的复杂化和工程环境的多样化，对混凝土的性能要求越来越高。
在传统混凝土基础上，添加纤维材料可以有效地改善混凝土的性能，提高其力学性能、耐久性、抗裂性、抗冲击性、抗震性等方面的性能。
本文将从混凝土添加纤维的原理、纤维材料的选择、纤维混凝土的性能等方面进行阐述。
二、混凝土添加纤维的原理混凝土添加纤维的原理是利用纤维材料的力学性能来增强混凝土的力学性能。
由于混凝土是一种脆性材料，其断裂韧性较低，容易出现裂纹，降低结构的耐久性。
而添加纤维材料可以有效地抑制混凝土的裂纹扩展，提高混凝土的断裂韧性，从而提高其抗拉强度、抗冲击性、抗震性等方面的性能。
纤维材料的作用机制主要有以下几点：1.阻止裂纹扩展混凝土在受力时，容易出现裂纹。
而纤维材料的加入可以形成一种网状结构，将混凝土内部的裂纹限制在一个小范围内，避免其扩展，从而提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能。
2.增加混凝土的断裂韧性纤维材料的加入可以使混凝土内部的应力分布更加均匀，避免应力集中，从而提高混凝土的断裂韧性，增加其抗冲击性能。
3.提高混凝土的抗震性能随着地震频率的增加，混凝土结构的动力特性也会发生变化。
添加纤维材料可以提高混凝土的动态强度和动态韧性，从而提高其抗震性能。
三、纤维材料的选择1.短纤维短纤维是一种长度在10mm以下的纤维材料，主要包括钢纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、玻璃纤维等。
短纤维的加入可以有效地增加混凝土的抗拉强度、抗裂性和抗冲击性能。
2.长纤维长纤维是一种长度在10mm以上的纤维材料，主要包括钢纤维、玻璃纤维、碳纤维等。
长纤维的加入可以有效地提高混凝土的断裂韧性、抗拉强度和抗震性能。
3.纳米纤维纳米纤维是一种长度在1nm-100nm之间的纤维材料，主要包括碳纳米管、纳米氧化铝等。
纳米纤维的加入可以使混凝土的力学性能得到显著的提高，同时可以提高混凝土的耐久性和抗渗性能。
纤维编织网增强混凝土的应用现状分析王一童张新琪李琪
纤维编织网增强混凝土的应用现状分析王一童张新琪李琪发布时间：2021-10-30T09:43:20.147Z 来源：《基层建设》2021年第19期作者：王一童张新琪李琪[导读] 纤维编织网增强混凝土（textile reinforced concrete，TRC）属于利用纤维材料增强精细混凝土的应用之一，这是一种新型的纤维增强水泥基复合材料。
吉林大学摘要：纤维编织网增强混凝土（textile reinforced concrete，TRC）属于利用纤维材料增强精细混凝土的应用之一，这是一种新型的纤维增强水泥基复合材料。
与普通混凝土材料相比，其具有许多优势。
为了更好地推进TRC在建筑领域中应用发展，本文对其材料特性展开了分析，系统介绍了其界面性能、基本的力学性能和耐久性能、TRC用于加固修复的研究。
最后，提出了该研究领域应用中有待进一步解决的问题和建议。
关键词：纤维编织网增强混凝土；界面黏结性能、基本力学性能、结构加固修复1.前言：目前，纤维材料在增强混凝土方面主要有以下三方面的应用：一是纤维增强混凝土，将短切纤维掺到混凝土中，其对混凝土性能的影响主要取决于纤维掺量；二是纤维增强复合材料（FRP），其广泛应用于结构加固中，具有轻质高强、耐腐蚀等优点；三是纤维编织网增强混凝土（TRC），由耐碱纤维编织网与精细混凝土制成，具备耐久性、与混凝土相容良好等优点，是当前处于前言的新型复合材料。
纤维编织网增强混凝土（TRC）早在20世纪80年代初就开始研究，在90年代后期得到了较大进展。
由德国在德累斯顿工业技术大学资助而成的SFB532合作研究中心，就是专门的研究机构，主要致力于结构修复方面。
目前世界上关于TRC主流的研究主要集中于三个方面：黏结性能的研究、力学性能和耐久性能的研究、在建筑结构修复等方面的研究。
2.纤维编织网与精细混凝土界面性能研究纤维编织网与精细混凝土间的黏结力主要由机械咬合力、摩擦力和化学胶结力组成。
纤维增强混凝土
纤维增强混凝土混凝土，作为建筑领域中广泛应用的材料，其性能和质量一直是工程界关注的焦点。
在不断的探索和创新中，纤维增强混凝土应运而生，为建筑行业带来了新的突破和发展机遇。
纤维增强混凝土，顾名思义，就是在普通混凝土中掺入纤维材料，以改善混凝土的性能。
这些纤维可以是钢纤维、玻璃纤维、合成纤维等。
纤维的加入，就像是给混凝土这个“大块头”注入了一股坚韧的力量，使其在强度、韧性、抗裂性等方面都有了显著的提升。
首先，我们来谈谈纤维增强混凝土在强度方面的表现。
普通混凝土在承受压力时，往往会因为内部的微小裂缝和缺陷而导致强度降低。
而纤维的存在，能够有效地阻止这些裂缝的扩展，就像是在混凝土内部织起了一张密密麻麻的“防护网”。
当混凝土受到外力作用时，纤维能够分担一部分应力，从而提高了混凝土的抗压强度和抗弯强度。
这意味着在同样的荷载条件下，使用纤维增强混凝土可以减小构件的尺寸，节省材料，降低成本。
接下来，纤维增强混凝土的韧性也是其一大亮点。
韧性，简单来说，就是材料在受到冲击或变形时吸收能量的能力。
传统的混凝土在受到冲击时，容易发生脆性破坏，瞬间断裂。
而纤维增强混凝土则不同，纤维的加入使其具有了一定的延展性和变形能力。
当受到冲击时，纤维能够拉住混凝土的裂缝，使其不会迅速扩展，从而吸收更多的能量，延缓破坏的发生。
这种特性在一些需要抗震、抗冲击的建筑结构中显得尤为重要，比如桥梁、高层建筑等。
抗裂性是纤维增强混凝土的另一个重要优势。
在混凝土的凝固和使用过程中，由于温度变化、收缩等原因，不可避免地会产生裂缝。
这些裂缝不仅会影响混凝土的外观，更会降低其耐久性和承载能力。
纤维的掺入能够有效地抑制裂缝的产生和发展，减少裂缝的宽度和数量。
尤其是在混凝土的早期阶段，纤维能够发挥更大的作用，提高混凝土的抗裂性能，为混凝土的长期性能提供保障。
纤维增强混凝土的应用范围非常广泛。
在道路工程中，使用纤维增强混凝土可以提高路面的耐磨性和抗裂性，延长道路的使用寿命；在水利工程中，用于大坝、渠道等结构，可以增强混凝土的抗渗性和抗冲刷能力；在工业建筑中，如化工厂、仓库等，能够承受更严酷的环境条件和荷载要求。
纤维织物增强混凝土的应用现状研究
Vol.47,No.l6第47卷第1期January,2°21Sichuan Building Materials2021年1月纤维织物增强混凝土的应用现状研究朱海洋（苏州科技大学，江苏苏州215009）摘要：与普通混凝土材料相比，由耐碱纤维和高性能细骨料混凝土联结而成的复合纤维材料具有许多优势。
为了更好地推进织物增强混凝土在建筑结构工程领域中应用发展，对织物增强混凝土的材料特性展开研究，其薄壁、轻质、耐久性好，同时具有良好的弯拉性能。
对国内外TRC水泥基复合材料的研究现状进行了总结，简单地介绍了织物增强混凝土的力学性能、纤维织物网与细骨料混凝土之间的界面粘结性能，对织物增强混凝土用于普通混凝土结构加固修复进行了应用前景的分析。
最后，提出了该研究领域应用中有待进一步解决的问题和建议。
关键词：纤维复合材料;基本力学性能；界面黏结性能；细骨料；织物增强混凝土中图分类号:TU528文献标志码:A文章编号:1672-4011（2021）01-0006-02DOI：10.3969/j.issn.1672-4011.2021.01.0040前言近年来，随着纤维复合材料的迅猛发展,其中织物增强混凝土（Textile Reinforced Concrete,TRC）是当前比较前沿的新型复合材料。
TRC主要由指耐碱纤维（如碳纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维等）编织网来增强混凝土的新型复合材料。
该新型复合材料具备耐高温、耐腐蚀、与混凝土具有良好的相容性等优点⑴，因此越来越受加固修复领域学者们的关注。
国内外有许多学者对TRC加固梁、板、柱等进行了相关研究，均获得了一系列科研成果［2_4：o TRC复合材料具备较好的抗腐蚀性，可以用来加固柱构件来提高其抗震性能，此外还可以制作新型承载结构、多层复合材料管、永久性模板、结构的加固应用等。
纤维编织网增强混凝土（TRC）的研究从20世纪90年代就已经开始，在德国工业合作研究协会联合会的鼎力赞助下，德国德累斯顿工业大学成立了专门的研究机构“SFB528”合作研究中心，主要致力于研讨TRC复合材料用于结构加固修复方面。
纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能
ｒｉｆｒｅ ｏ ｃｅｅ ＴＲ ） 一 种 新 型复 合 材 料 ， ｅ ｏ ｃｄｃ ｎ ｒｔ， Ｃ 是 ｎ 它
收 稿 日期 ：０ ０１ １ ２ １ ０２ ；修 订 日期 ：０ １０ －６ ２ １－１０
芳 族 聚酰胺 纤维 、 武 岩 纤 维 等 ） 有 耐 腐 蚀 性 ， 玄 具 因
基金项 目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ １０ ４ １５ ４ ８ １） 中央 高 校 基 本 科 研 业 务 费 专项 资金 资助 项 目（０ ０ ５ １８ ５ ，０ ３ ０ ０ ； ２ １ＱＮＡ４ ，０ １ Ｚ ４ １ ） ５ ２ １Ｆ Ａ ０ ７ 第 一 作 者 ： 世 平 （ ９ ８ ） 男 ， 东 高密 人 ， 国矿 业 大 学 讲 师 ， 士 ． — ｉ：ｉｓｉｉｇ ８ ８ ｙｈ ｏ ｃｒ． ｎ 尹 １７一 ， 山 中 博 Ｅｍａ ｙ ｈｐｎ ７０ ＠ ａ ｏ ．ｏ ｃ ｌ ｎ ｎ
Ｘｕ ｈ ｕ２ １ １ ，Ｃｈｎ ；３ Ｃ ｌ ｇ ｆＣｉｉ Ｅｎ ｉｅｒｎ ｎ ｃ ｉ ｃｕ ｅ ｈ ｊ ｎ ｉｅｓｔ ，Ｈａ ｇ ｈ ｕ３ ０ ５ ，Ｃ ｉａ ｚｏ ２ １ ６ ｉａ ． ｏｌ ｅｏ ｖｌ ｇｎ ｅｉｇａ ｄＡｒｈｔ ｔｒ ，Ｚ ｅｉ ｇＵｎｖ ｒ ｉ ｅ ｅ ａ ｙ ｎ ｚ ｏ １ ０ ８ ｈｎ ）
第 １ 期
尹 世 平 ， ： 维 编 织 网在 细 粒 混 凝 土 中 的 黏 结 和 搭 接 性 能 等 纤
３ ７
力 增 加． ２ 随 着碳 纤 维 束 初 始 埋 长 的 增加 ， 均界 （） 平 面黏 结 强 度 （ 有 降低 的趋 势． 可 能是 因为 碳纤 ｒ） 这 维束 的初始 埋 长 越 长 ， 受力 后 的黏 结 应 力 分 布越 则 不均 匀 ， 件破 坏 时 的平 均 黏 结 强 度 越 小． ３ 经 向 试 （） 玻 璃 纤维束 对 纬 向碳 纤维 束 的界 面黏结 性 能有 着较
一种用纤维编织网和精细混凝土加固建筑结构的方法[发明专利]
![一种用纤维编织网和精细混凝土加固建筑结构的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/134dead0ee06eff9aff80777.png)
专利名称：一种用纤维编织网和精细混凝土加固建筑结构的方法
专利类型：发明专利
发明人：徐世烺,尹世平,李庆华
申请号：CN200910010259.3
申请日：20090122
公开号：CN101476396A
公开日：
20090708
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于混凝土加固补强技术领域，涉及用纤维编织网和水泥基材料加固补强混凝土的方法。
是在结构的外表面浇注总厚度为10～20mm的纤维编织网和精细混凝土，其特征在于，施工时先在结构表面钻孔，用两端脚长度不同的U型抗剪销钉的短端脚钩住纤维编织网，长端脚涂抹建筑结构胶后插入孔中，待胶固化，喷射精细混凝土，再用两端脚长度不同的U型钩的短端脚钩住第二层纤维编织网，长端脚插入精细混凝土中，再喷射精细混凝土。
本发明能够在高应力下避免界面微观裂缝的产生，有效防止界面剥离破坏，对建筑结构的加固可靠、简单、高效且环保，适用于各种类型结构的加固修补。
申请人：大连理工大学
地址：116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
国籍：CN
代理机构：大连智慧专利事务所
代理人：潘迅
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纤维增强膨胀自密实混凝土耐久性研究
纤维增强膨胀自密实混凝土耐久性研究在混凝土中掺加膨胀剂(EA)与纤维是控制收缩与开裂,改善耐久性的有效措施。
目前,对于纤维混凝土和膨胀混凝土已进行了大量研究,而在工程中已有应用的复合掺加膨胀剂与纤维的混凝土,对其效用及作用机理尚无系统的研究与认识。
本文将定量评价膨胀剂与纤维复合对自密实混凝土(SCC)早龄期自由收缩、早龄期限制收缩和抗裂、抗氯离子渗透及抗冻融性能的影响;并与单独掺加膨胀剂与纤维的SCC的耐久性能进行对比,为纤维增强膨胀自密实混凝土(FRESCC)耐久性能评价提供参考。
全文共23组配合比,包含对照组,4种膨胀剂掺量(占胶凝材料质量分数6%、8%、10%、12%),3种钢纤维(SF)掺量(体积分数为0.25%、0.50%、0.75%),3种聚丙烯纤维(PP)掺量(体积分数为0.05%、0.10%、0.15%),3种混杂纤维掺量以及9种膨胀剂(占胶凝材料质量分数8%)与纤维复合的配合比。
在工作性满足规范要求的基础上进行自由收缩试验及抗压强度试验。
早龄期自由收缩试验采用接触法测试,旨在分析SCC在成型10h-5d内的收缩现象。
为探究养护条件对收缩性能的影响,采用密封养护与单面暴露两种不同的养护方式。
试验发现不含膨胀剂时,收缩相对较小,此时聚丙烯纤维对自由收缩的抑制作用优于钢纤维;而掺加EA后,自由膨胀相对较大,钢纤维对膨胀的限制作用大于聚丙烯纤维。
早龄期限制收缩和抗裂试验采用平板法进行,观测SCC的初裂时间以及在成型24h内裂缝随时间的发展变化。
结果表明增加膨胀剂掺量对早期限裂效能无显著影响;纤维因子相近时,聚丙烯纤维早期抗裂效果优于钢纤维;与仅使用纤维增强的SCC相比,FRESCC中除ESF0.25外,裂缝降低系数均大于70%,抗裂效果更加显著。
抗氯离子渗透性能采用氯盐溶液浸泡干湿循环法进行评价。
在深度小于17.5mm处,混凝土中氯离子含量随着钢纤维掺量增加而增加;2.5mm与17.5mm深度处的氯离子含量差值以及氯离子含量减少率也随着纤维因子的增加而增加,表明沿深度的抗氯离子渗透性随着纤维因子的增加而增强,在17.5mm处,FRESCC的抗氯离子渗透性已优于仅掺加膨胀剂的混凝土。
混凝土中纤维增强原理及应用
混凝土中纤维增强原理及应用一、引言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，在现代建筑中发挥着至关重要的作用。
然而，传统的混凝土存在一些问题，如低韧性、易开裂、易受冲击等，这些问题严重影响着混凝土的使用效果。
为了解决这些问题，近年来，人们开始使用纤维增强混凝土（FRC）来代替传统混凝土。
本文将重点讲述FRC的原理及应用。
二、FRC的定义及分类纤维增强混凝土（FRC）是一种通过在混凝土中掺入纤维来提高混凝土力学性能的特种混凝土。
根据纤维的类型和形状，FRC可以分为以下几种：钢纤维增强混凝土（SFRC）、玻璃纤维增强混凝土（GFRC）、聚丙烯纤维增强混凝土（PFRC）、碳纤维增强混凝土（CFRC）等。
三、FRC的原理1.纤维增强混凝土的机理纤维增强混凝土的机理是通过在混凝土中添加纤维，使其在受力时能够承受更多的拉应力，从而提高混凝土的韧性。
纤维在混凝土中的作用可以分为以下几个方面：（1）增加混凝土的韧性混凝土的主要破坏形式是拉伸破坏，而在拉伸状态下，纤维能够承受拉应力，从而分散混凝土的破坏能量，提高混凝土的韧性。
（2）抑制混凝土开裂纤维能够将混凝土的开裂扩散，从而抑制混凝土的开裂。
（3）提高混凝土的抗冲击性能纤维能够吸收冲击能量，从而提高混凝土的抗冲击性能。
2.纤维增强混凝土的力学性能纤维增强混凝土的力学性能主要包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和韧性等。
纤维增强混凝土的力学性能与纤维的类型、长度、直径、体积比和分散性等因素有关。
（1）抗拉强度纤维增强混凝土的抗拉强度取决于纤维的强度和分散性。
钢纤维增强混凝土的抗拉强度最高，玻璃纤维增强混凝土次之，碳纤维增强混凝土最低。
（2）抗压强度纤维增强混凝土的抗压强度主要受混凝土本身的强度影响。
（3）抗弯强度纤维增强混凝土的抗弯强度受纤维的分散性和纤维强度的影响。
钢纤维增强混凝土的抗弯强度最高，玻璃纤维增强混凝土和碳纤维增强混凝土次之。
（4）韧性纤维增强混凝土的韧性是指混凝土在受力过程中的变形能力。
混凝土纤维增强应用技术规程
混凝土纤维增强应用技术规程一、引言混凝土纤维增强是一种新兴的混凝土材料技术，它通过添加纤维改善混凝土的抗裂性能、耐久性能和冲击性能等，使混凝土结构更加安全可靠。
本文将详细介绍混凝土纤维增强的应用技术规程。
二、材料选择（一）混凝土混凝土应根据工程需要选择合适的标号，同时要保证混凝土的质量符合规定。
（二）纤维常用的纤维有钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维等，选择纤维应根据工程需要和性能要求来选择。
（三）掺合料混凝土掺合料应符合国家标准和行业标准，例如矿物掺合料、化学掺合料等。
（四）其他材料其他材料包括水泥、砂、石子、膨胀剂等，应根据工程需要和性能要求选择。
三、混凝土纤维增强施工工艺（一）混凝土纤维增强施工前的准备工作1.准备好施工材料和设备；2.清理施工现场，确保施工现场干净整洁；3.对施工现场进行测量，确定施工标高和尺寸；4.准备好施工方案和施工图纸。
（二）混凝土纤维增强材料的搅拌和运输1.将混凝土材料、纤维和掺合料按一定比例搅拌均匀；2.将搅拌好的混凝土装入运输车辆，运往施工现场。
（三）混凝土纤维增强的浇筑和压实1.按照施工图纸和施工方案确定浇筑顺序和浇筑方法；2.在浇筑混凝土前，应将模板表面清理干净，并做好防粘措施；3.在混凝土浇筑过程中，应注意控制混凝土的流动性，避免纤维聚集和堆积；4.混凝土浇筑完成后，应及时进行压实，确保混凝土的密实性和强度。
（四）混凝土纤维增强的养护1.混凝土浇筑完成后，应及时进行养护，防止混凝土过早干燥和龟裂；2.养护时间应根据混凝土强度等级和环境温度确定；3.养护期间应注意保证混凝土的湿度和温度。
四、混凝土纤维增强质量检验（一）混凝土纤维增强的外观检查1.混凝土表面应平整、光洁，无明显的裂缝、孔洞和气泡等缺陷；2.混凝土表面应无明显的色差和砂浆剥落。
（二）混凝土纤维增强的力学性能检测1.混凝土纤维增强的强度应符合设计要求；2.混凝土纤维增强的抗裂性能应符合设计要求；3.混凝土纤维增强的冲击性能应符合设计要求。
混凝土中添加纤维网的原理与应用
混凝土中添加纤维网的原理与应用一、引言混凝土是一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的材料，但其本身存在着一些问题，如易开裂、易破坏等。
为了解决这些问题，人们开始在混凝土中添加纤维网。
本文将介绍混凝土中添加纤维网的原理与应用。
二、混凝土中添加纤维网的原理1. 纤维网的材料添加混凝土中的纤维网可以使用多种材料，如钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、聚合物纤维等。
其中，钢纤维应用最广泛，因其具有良好的强度和韧性。
2. 纤维网的作用添加纤维网的混凝土具有更好的抗裂性和抗破坏性。
纤维网可以防止混凝土开裂，因为混凝土在受到外力或温度变化时会产生内部应力，纤维网可以承受这些应力，从而防止混凝土开裂。
同时，纤维网可以增加混凝土的韧性，使其更加耐久。
3. 纤维网的形式纤维网可以是单向的或多向的。
单向的纤维网只在一个方向上增加混凝土的强度和韧性，而多向的纤维网可以在多个方向上增加混凝土的强度和韧性。
此外，纤维网的形式还包括平面型和体积型，平面型纤维网只在混凝土表面增加强度和韧性，而体积型纤维网可以增加整个混凝土的强度和韧性。
4. 纤维网的密度纤维网的密度是指单位面积或单位体积内纤维的数量。
纤维网的密度越高，混凝土的强度和韧性就越高。
但是，过高的密度会导致混凝土的流动性变差，从而影响施工效率。
三、混凝土中添加纤维网的应用1. 建筑领域混凝土中添加纤维网可以增加建筑物的抗震性和抗风性。
在地震和风灾等自然灾害中，纤维网可以防止建筑物受到破坏，从而保护人们的生命财产安全。
2. 桥梁领域桥梁是公路和铁路交通的重要组成部分，其安全性至关重要。
混凝土中添加纤维网可以增加桥梁的承载能力和耐久性，从而保证桥梁的安全使用。
3. 道路领域道路是人们日常出行的重要通道，其质量直接影响人们的出行和生活。
混凝土中添加纤维网可以增加道路的耐用性和承载能力，从而保证道路的安全畅通。
四、纤维网添加量的控制添加纤维网的量需要根据具体情况进行控制。
一般来说，添加量的范围为0.5%~2.0%。
锈蚀钢筋与TRC约束混凝土黏结滑移本构关系
锈蚀钢筋与TRC约束混凝土黏结滑移本构关系作者：尹世平董朋杰胡长顺史振宇来源：《湖南大学学报·自然科学版》2021年第01期摘要：采用试验和理论分析相结合的方法，基于电化学锈蚀中心拉拔试验，研究在有无纤维编织網增强混凝土（TRC）约束下，对不同电化学锈蚀率变形钢筋与混凝土界面黏结性能的影响，并且对试件破坏形态以及黏结滑移曲线等进行了分析研究. 研究结果表明：在无TRC 约束的情况下，锈蚀钢筋与混凝土极限黏结应力随锈蚀率增加而降低，尤其是混凝土产生锈胀裂缝后极限黏结应力下降明显;TRC约束对锈蚀钢筋与混凝土的黏结性能尤其是锈蚀程度较大的试件有很好的改善作用;对于产生锈胀裂缝的试件，TRC约束具有良好的限制试件开裂以及提高极限黏结应力的作用，同时TRC约束对维持锈蚀钢筋与混凝土的黏结刚度也有明显效果;最后建立了TRC约束混凝土与锈蚀钢筋上升段的黏结滑移本构关系.关键词：TRC约束混凝土;黏结滑移;本构关系;锈蚀;加固中图分类号：TU375 文献标志码：A文章编号：1674—2974（2021）01—0144—10Abstract：In this paper， the combination of experimental and theoretical analysis was used to study the effect of Textile Reinforced Concrete （TRC） confinement on the bond behavior between the deformed steel bars and concrete with different corrosion ratios through the pull-out experiment at electrochemical corrosion center. The experimental results showed that，without TRC confinement，the bond strength decreased with the increase of the corrosion ratio， especially after the rust crack was obvious. The TRC confinement had a good effect on the bond performance between the rust bar and the concrete， especially when the degree of corrosion was large. For the specimens with rust cracks， TRC confinement had a good effect on limiting cracking and increasing ultimate bond stress， and also had a significant effect on maintaining the bond stiffness. Finally， the rising section of the bond-slip constitutive relationship between the TRC-confined concrete and the corroded steel bar was established.Key words：TRC-confined concrete;bond slip;constitutive relationship;corrosion;reinforcement钢筋混凝土材料由于其相对低廉的价格、成熟的施工工艺以及设计理念，已经成为土木工程领域应用最为广泛的建筑材料. 钢筋与混凝土界面良好的黏结性能是钢筋混凝土结构正常工作的前提，而在结构使用中不可避免地会发生钢筋锈蚀，这使得钢筋与混凝土黏结作用受到影响，降低了结构的性能和可靠性，从而缩短结构的服役期限[1].为了提高锈蚀钢筋与混凝土界面的黏结性能，进行结构加固是一种行之有效的方法. 纤维增强聚合物具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳和施工方便等突出优点，目前已经广泛应用到加固腐蚀钢筋混凝土结构中. 对于纤维增强复合材料（Fiber Reinforce Polymer，简称FRP）约束下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能的影响已有少量的研究. 邓宗才等[2]研究发现FRP横向约束可将锈蚀钢筋拉拔试件由脆性的混凝土劈裂破坏转变为延性的钢筋拔出破坏，且混凝土保护层厚度对FRP横向约束效果影响较大;FRP约束对维持锈蚀钢筋混凝土黏结性能较为有效，可提高抗震耗能. Papakonstantinou等[3]研究了不同钢筋直径，不同锈蚀程度下碳纤维增强聚合物（CFRP）约束对黏结性能的影响，结果表明CFRP横向约束可以有效防止因钢筋锈蚀而造成的钢筋混凝土黏结性能的降低;对于钢筋横肋较大的试件横向约束效果更明显;同时CFRP横向约束对于维持试件的延性破坏也起到较好的效果. 但是FRP对施工条件要求较为苛刻，并且在环境温度提高时性能退化较为明显[4].各学者对于FRP约束下锈蚀钢筋混凝土的极限黏结应力和黏结滑移本构模型研究得还较少.相比于FRP，纤维编织网增强混凝土（Textile Reinforced Concrete，简称TRC）是一种新型水泥基复合材料，以纤维编织网为增强材料，细粒混凝土为基体，可作为新型结构加固材料，有着轻质、高强、阻锈、抗裂的特性[5];并且与混凝土有良好的相容性和兼容性，与FRP 材料相比，TRC在施工方面也具有一定优势. 目前关于TRC的相关研究已经取得了一些进展[6]. 但是关于TRC约束混凝土与锈蚀钢筋黏结性能的研究文献还很少[7]，特别是TRC约束下锈蚀钢筋混凝土极限黏结应力、黏结滑移本构关系仍然缺少相关研究.1 中心拔出试验1.1 试验材料本试验所用混凝土强度等级为C40;水泥选用42.5R级普通硅酸盐水泥;粗骨料选用粒径5～10 mm的碎石，表观密度为2 720 kg/m3;细骨料选用中砂，细度模数为2.7. 试件一次性浇筑，C40混凝土配合比见表1，试件浇筑时制作3个150 mm×150 mm×150 mm标准立方体试块测定混凝土强度，28 d同条件养护立方体试件抗压强度分别为46.49 MPa、45.37 MPa、46.79 MPa，抗压强度平均值为46.22 MPa，标准差为0.611. 试验采用的钢筋为HRB400带肋钢筋，钢筋直径为14 mm;实测钢筋力学性能指标见表2.本试验中使用的纤维编织网为两种纤维束纵纬向混编，纬向为增强方向采用碳纤维，在非受力方向的径向采用玻璃纤维束，起固定作用. 网格间距为10 mm×10 mm，纤维编织网如图1所示，其力学性能见表3. TRC采用的细粒混凝土具有高流动性和自密实性，以保证自身可以顺利渗透过纤维编织网，与加固基体产生良好的黏结效果，TRC与既有混凝土界面良好的黏结性能已被各学者研究证实[7-10]. 细粒混凝土的配合比见表4，进行加固时制作3个70.7mm×70.7 mm×70.7 mm立方体试件，28 d抗压强度分别为53.35 MPa、52.48 MPa、54.35 MPa，抗压强度平均值为53.39 MPa，标准差为0.764.1.2 试件制作与电化学锈蚀本试验采用中心拔出试验研究锈蚀钢筋与TRC约束混凝土的黏结性能，结合试验要求，参考《混凝土结构试验方法标准》（GB/T 50152—2012）[11]，设计制作混凝土长方体拉拔试件：试件横截面边长为94 mm的正方形，其中保护层厚度40 mm[12]，试件长度为150 mm，设计黏结长度为5倍钢筋直径，钢筋在加载端和自由端各有一无黏结段，无黏结段钢筋套在PVC塑料套管中，试件示意图如图2所示.进行电化学锈蚀，将试件加载端钢筋打磨后用铜芯电线与直流电源正极相连，作为电解池的阳极;用一截长约50 cm不锈钢杆件用铜线连接至直流电源负极，作为电解池的阴极;电解池中溶液为质量分数5%的氯化钠溶液. 为了防止非黏结段钢筋锈蚀，用环氧树脂与纱布将自由端钢筋与自由端底面混凝土表面密封，形成隔水层;并且保持液面在加载端混凝土表面以下5～15 mm，试件3个为一组并联连接在一个直流电源通道上，3个试件分别立在小桶内，根据Faraday定律，通过控制通电时间，得到设计钢筋锈蚀率分别为1%、3%、5%、10%的试件. 电化学锈蚀装置详见图3.1.3 电化学锈蚀后裂缝开展情况钢筋锈蚀的锈蚀产物会产生体积膨胀，使包裹钢筋的混凝土环向受拉，锈蚀产物的体积比原来体积增大2～4倍，随着锈蚀产物的增多，混凝土自身强度不能承受环向拉应力，就会产生顺筋方向的锈胀裂缝，锈胀裂缝的宽度随钢筋锈蚀的程度加深而变宽. 电化学锈蚀后使用裂缝观测仪对各组试件锈胀裂缝开展程度进行测量，表5中列出了各组中3个试件的锈胀开裂情况以及锈胀裂缝的最大宽度，并且求出各组试件锈胀裂缝的平均值.1.4 钢筋锈蚀后TRC加固設计在进行TRC加固前，对老混凝土表面进行粗糙处理增加其表面粗糙度如图4（a）所示，能有效提高新老混凝土界面黏结性能[13]. 根据试件的大小裁剪纤维编织网，并保证碳纤维束处于受力方向;在老混凝土表面均匀抹上一层2 ～ 3 mm厚度的细粒混凝土;将纤维编织网平铺在干净的模板上，在其表面用较稀的砂浆进行抹刷，然后环向包裹在试件表面，包裹过程中避免纤维编织网发生褶皱、弯斜;再在纤维编织网表面抹上一层1 ～ 2 mm厚的细粒混凝土，至此完成一层加固如图4（b）所示，重复以上步骤完成两层加固，如图4（c）所示[14]. 加固后的试件在室内养护1 d后放入标准养护室养护28 d.1.5 试件分组及试验加载装置本试验设计制作10组试件，每组3个共计30个试件，考虑试验因素有TRC加固与不加固;设计不同锈蚀率分别为0%、1%、3%、5%和10%. 试件以BS-A%-C的形式进行编号：其中B表示变形钢筋、S表示试件锈蚀和TRC加固顺序为先锈蚀后加固试件、U表示不加固试件、A表示设计锈蚀率、C表示该组试件内的序号;例如：BS-3%-2表示先锈蚀后TRC加固变形钢筋试件，设计锈蚀率3%的第2个试件.本试验使用液压万能试验机进行加载，荷载利用20 t荷载传感器记录，加载端和自由端滑移值利用位移传感器记录. 加载装置示意图如图5所示，以平均黏结应力来描述黏结性能，各级荷载作用下的平均黏结应力按式（1）计算：式中：τ为平均黏结应力（MPa）;F为拉拔荷载（N）; d为钢筋直径（mm）;l为黏结长度（mm）.2 试验结果和破坏形态分析本节从实际锈蚀率、极限黏结力、极限黏结应力、极限黏结力对应的钢筋加载端与钢筋自由端滑移量与中心拉拔试件破坏形式，对10组带肋钢筋中心拉拔试件的试验结果进行分析.2.1 拉拔试验结果实际锈蚀率是在试验结束后，截取锈蚀黏结段钢筋，清除锈蚀钢筋表面铁锈后，称量锈蚀黏结段质量，计算钢筋实际锈蚀率. 试验结果见表6.2.2 试件破坏形态在带肋钢筋中心拉拔试件的拉拔试验中，试件的典型破坏形态有劈裂破坏、拔出破坏、劈裂-拔出破坏3种，典型的破坏形式如图6所示.1 中心拔出试验1.1 试验材料本试验所用混凝土强度等级为C40;水泥选用42.5R级普通硅酸盐水泥;粗骨料选用粒径5～10 mm的碎石，表观密度为2 720 kg/m3;细骨料选用中砂，细度模数为2.7. 试件一次性浇筑，C40混凝土配合比见表1，试件浇筑时制作3个150 mm×150 mm×150 mm标准立方体试块测定混凝土强度，28 d同条件养护立方体试件抗压强度分别为46.49 MPa、45.37 MPa、46.79 MPa，抗压强度平均值为46.22 MPa，标准差为0.611. 试验采用的钢筋为HRB400带肋钢筋，钢筋直径为14 mm;实测钢筋力学性能指标见表2.本试验中使用的纤维编织网为两种纤维束纵纬向混编，纬向为增强方向采用碳纤维，在非受力方向的径向采用玻璃纤维束，起固定作用. 网格间距为10 mm×10 mm，纤维编织网如图1所示，其力学性能见表3. TRC采用的细粒混凝土具有高流动性和自密实性，以保证自身可以顺利渗透过纤维编织网，与加固基体产生良好的黏结效果，TRC与既有混凝土界面良好的黏结性能已被各学者研究证实[7-10]. 细粒混凝土的配合比见表4，进行加固时制作3个70.7mm×70.7 mm×70.7 mm立方体试件，28 d抗压强度分别为53.35 MPa、52.48 MPa、54.35 MPa，抗压强度平均值为53.39 MPa，标准差为0.764.1.2 试件制作与电化學锈蚀本试验采用中心拔出试验研究锈蚀钢筋与TRC约束混凝土的黏结性能，结合试验要求，参考《混凝土结构试验方法标准》（GB/T 50152—2012）[11]，设计制作混凝土长方体拉拔试件：试件横截面边长为94 mm的正方形，其中保护层厚度40 mm[12]，试件长度为150 mm，设计黏结长度为5倍钢筋直径，钢筋在加载端和自由端各有一无黏结段，无黏结段钢筋套在PVC塑料套管中，试件示意图如图2所示.进行电化学锈蚀，将试件加载端钢筋打磨后用铜芯电线与直流电源正极相连，作为电解池的阳极;用一截长约50 cm不锈钢杆件用铜线连接至直流电源负极，作为电解池的阴极;电解池中溶液为质量分数5%的氯化钠溶液. 为了防止非黏结段钢筋锈蚀，用环氧树脂与纱布将自由端钢筋与自由端底面混凝土表面密封，形成隔水层;并且保持液面在加载端混凝土表面以下5～15 mm，试件3个为一组并联连接在一个直流电源通道上，3个试件分别立在小桶内，根据Faraday定律，通过控制通电时间，得到设计钢筋锈蚀率分别为1%、3%、5%、10%的试件. 电化学锈蚀装置详见图3.1.3 电化学锈蚀后裂缝开展情况钢筋锈蚀的锈蚀产物会产生体积膨胀，使包裹钢筋的混凝土环向受拉，锈蚀产物的体积比原来体积增大2～4倍，随着锈蚀产物的增多，混凝土自身强度不能承受环向拉应力，就会产生顺筋方向的锈胀裂缝，锈胀裂缝的宽度随钢筋锈蚀的程度加深而变宽. 电化学锈蚀后使用裂缝观测仪对各组试件锈胀裂缝开展程度进行测量，表5中列出了各组中3个试件的锈胀开裂情况以及锈胀裂缝的最大宽度，并且求出各组试件锈胀裂缝的平均值.1.4 钢筋锈蚀后TRC加固设计在进行TRC加固前，对老混凝土表面进行粗糙处理增加其表面粗糙度如图4（a）所示，能有效提高新老混凝土界面黏结性能[13]. 根据试件的大小裁剪纤维编织网，并保证碳纤维束处于受力方向;在老混凝土表面均匀抹上一层2 ～ 3 mm厚度的细粒混凝土;将纤维编织网平铺在干净的模板上，在其表面用较稀的砂浆进行抹刷，然后环向包裹在试件表面，包裹过程中避免纤维编织网发生褶皱、弯斜;再在纤维编织网表面抹上一层1 ～ 2 mm厚的细粒混凝土，至此完成一层加固如图4（b）所示，重复以上步骤完成两层加固，如图4（c）所示[14]. 加固后的试件在室内养护1 d后放入标准养护室养护28 d.1.5 试件分组及试验加载装置本试验设计制作10组试件，每组3个共计30个试件，考虑试验因素有TRC加固与不加固;设计不同锈蚀率分别为0%、1%、3%、5%和10%. 试件以BS-A%-C的形式进行编号：其中B表示变形钢筋、S表示试件锈蚀和TRC加固顺序为先锈蚀后加固试件、U表示不加固试件、A表示设计锈蚀率、C表示该组试件内的序号;例如：BS-3%-2表示先锈蚀后TRC加固变形钢筋试件，设计锈蚀率3%的第2个试件.本试验使用液压万能试验机进行加载，荷载利用20 t荷载传感器记录，加载端和自由端滑移值利用位移传感器记录. 加载装置示意图如图5所示，以平均黏结应力来描述黏结性能，各级荷载作用下的平均黏结应力按式（1）计算：式中：τ为平均黏结应力（MPa）;F为拉拔荷载（N）; d为钢筋直径（mm）;l为黏结长度（mm）.2 试验结果和破坏形态分析本节从实际锈蚀率、极限黏结力、极限黏结应力、极限黏结力对应的钢筋加载端与钢筋自由端滑移量与中心拉拔试件破坏形式，对10组带肋钢筋中心拉拔试件的试验结果进行分析.2.1 拉拔试验结果实际锈蚀率是在试验结束后，截取锈蚀黏结段钢筋，清除锈蚀钢筋表面铁锈后，称量锈蚀黏结段质量，计算钢筋实际锈蚀率. 试验结果见表6.2.2 试件破坏形态在带肋钢筋中心拉拔试件的拉拔试验中，试件的典型破坏形态有劈裂破坏、拔出破坏、劈裂-拔出破坏3种，典型的破坏形式如图6所示.1 中心拔出试验1.1 试验材料本试验所用混凝土强度等级为C40;水泥选用42.5R级普通硅酸盐水泥;粗骨料选用粒径5～10 mm的碎石，表观密度为2 720 kg/m3;细骨料选用中砂，细度模数为2.7. 试件一次性浇筑，C40混凝土配合比见表1，试件浇筑时制作3个150 mm×150 mm×150 mm标准立方体试块测定混凝土强度，28 d同条件养护立方体试件抗压强度分别为46.49 MPa、45.37 MPa、46.79 MPa，抗压强度平均值为46.22 MPa，标准差为0.611. 试验采用的钢筋为HRB400带肋钢筋，钢筋直径为14 mm;实测钢筋力学性能指标见表2.本试验中使用的纤维编织网为两种纤维束纵纬向混编，纬向为增强方向采用碳纤维，在非受力方向的径向采用玻璃纤维束，起固定作用. 网格间距为10 mm×10 mm，纤维编织网如图1所示，其力学性能见表3. TRC采用的细粒混凝土具有高流动性和自密实性，以保证自身可以顺利渗透过纤维编织网，与加固基体产生良好的黏结效果，TRC与既有混凝土界面良好的黏结性能已被各学者研究证实[7-10]. 细粒混凝土的配合比见表4，進行加固时制作3个70.7mm×70.7 mm×70.7 mm立方体试件，28 d抗压强度分别为53.35 MPa、52.48 MPa、54.35 MPa，抗压强度平均值为53.39 MPa，标准差为0.764.1.2 试件制作与电化学锈蚀本试验采用中心拔出试验研究锈蚀钢筋与TRC约束混凝土的黏结性能，结合试验要求，参考《混凝土结构试验方法标准》（GB/T 50152—2012）[11]，设计制作混凝土长方体拉拔试件：试件横截面边长为94 mm的正方形，其中保护层厚度40 mm[12]，试件长度为150 mm，设计黏结长度为5倍钢筋直径，钢筋在加载端和自由端各有一无黏结段，无黏结段钢筋套在PVC塑料套管中，试件示意图如图2所示.进行电化学锈蚀，将试件加载端钢筋打磨后用铜芯电线与直流电源正极相连，作为电解池的阳极;用一截长约50 cm不锈钢杆件用铜线连接至直流电源负极，作为电解池的阴极;电解池中溶液为质量分数5%的氯化钠溶液. 为了防止非黏结段钢筋锈蚀，用环氧树脂与纱布将自由端钢筋与自由端底面混凝土表面密封，形成隔水层;并且保持液面在加载端混凝土表面以下5～15 mm，试件3个为一组并联连接在一个直流电源通道上，3个试件分别立在小桶内，根据Faraday定律，通过控制通电时间，得到设计钢筋锈蚀率分别为1%、3%、5%、10%的试件. 电化学锈蚀装置详见图3.1.3 电化学锈蚀后裂缝开展情况钢筋锈蚀的锈蚀产物会产生体积膨胀，使包裹钢筋的混凝土环向受拉，锈蚀产物的体积比原来体积增大2～4倍，随着锈蚀产物的增多，混凝土自身强度不能承受环向拉应力，就会产生顺筋方向的锈胀裂缝，锈胀裂缝的宽度随钢筋锈蚀的程度加深而变宽. 电化学锈蚀后使用裂缝观测仪对各组试件锈胀裂缝开展程度进行测量，表5中列出了各组中3个试件的锈胀开裂情况以及锈胀裂缝的最大宽度，并且求出各组试件锈胀裂缝的平均值.1.4 钢筋锈蚀后TRC加固设计在进行TRC加固前，对老混凝土表面进行粗糙处理增加其表面粗糙度如图4（a）所示，能有效提高新老混凝土界面黏结性能[13]. 根据试件的大小裁剪纤维编织网，并保证碳纤维束处于受力方向;在老混凝土表面均匀抹上一层2 ～ 3 mm厚度的细粒混凝土;将纤维编织网平铺在干净的模板上，在其表面用较稀的砂浆进行抹刷，然后环向包裹在试件表面，包裹过程中避免纤维编织网发生褶皱、弯斜;再在纤维编织网表面抹上一层1 ～ 2 mm厚的细粒混凝土，至此完成一层加固如图4（b）所示，重复以上步骤完成两层加固，如图4（c）所示[14]. 加固后的试件在室内养护1 d后放入标准养护室养护28 d.1.5 试件分组及试验加载装置本试验设计制作10组试件，每组3个共计30个试件，考虑试验因素有TRC加固与不加固;设计不同锈蚀率分别为0%、1%、3%、5%和10%. 试件以BS-A%-C的形式进行编号：其中B表示变形钢筋、S表示试件锈蚀和TRC加固顺序为先锈蚀后加固试件、U表示不加固试件、A表示设计锈蚀率、C表示该组试件内的序号;例如：BS-3%-2表示先锈蚀后TRC加固变形钢筋试件，设计锈蚀率3%的第2个试件.本试验使用液压万能试验机进行加载，荷载利用20 t荷载传感器记录，加载端和自由端滑移值利用位移传感器记录. 加载装置示意图如图5所示，以平均黏结应力来描述黏结性能，各级荷载作用下的平均黏结应力按式（1）计算：式中：τ为平均黏结应力（MPa）;F为拉拔荷载（N）; d为钢筋直径（mm）;l为黏结长度（mm）.2 试验结果和破坏形态分析本节从实际锈蚀率、极限黏结力、极限黏结应力、极限黏结力对应的钢筋加载端与钢筋自由端滑移量与中心拉拔试件破坏形式，对10组带肋钢筋中心拉拔试件的试验结果进行分析.2.1 拉拔试验结果实际锈蚀率是在试验结束后，截取锈蚀黏结段钢筋，清除锈蚀钢筋表面铁锈后，称量锈蚀黏结段质量，计算钢筋实际锈蚀率. 试验结果见表6.2.2 试件破坏形态在带肋钢筋中心拉拔试件的拉拔试验中，试件的典型破坏形态有劈裂破坏、拔出破坏、劈裂-拔出破坏3种，典型的破坏形式如图6所示.1 中心拔出试验1.1 试验材料本试验所用混凝土强度等级为C40;水泥选用42.5R级普通硅酸盐水泥;粗骨料选用粒径5～10 mm的碎石，表观密度为2 720 kg/m3;细骨料选用中砂，细度模数为2.7. 试件一次性浇筑，C40混凝土配合比见表1，试件浇筑时制作3个150 mm×150 mm×150 mm标准立方体试块测定混凝土强度，28 d同条件养护立方体试件抗压强度分别为46.49 MPa、45.37 MPa、46.79 MPa，抗压强度平均值为46.22 MPa，标准差为0.611. 试验采用的钢筋为HRB400带肋钢筋，钢筋直径为14 mm;实测钢筋力学性能指标见表2.本试验中使用的纤维编织网为两种纤维束纵纬向混编，纬向为增强方向采用碳纤维，在非受力方向的径向采用玻璃纤维束，起固定作用. 网格间距为10 mm×10 mm，纤维编织网如图1所示，其力学性能见表3. TRC采用的细粒混凝土具有高流动性和自密实性，以保证自身可以顺利渗透过纤维编织网，与加固基体产生良好的黏结效果，TRC与既有混凝土界面良好的黏结性能已被各学者研究证实[7-10]. 细粒混凝土的配合比见表4，进行加固时制作3个70.7mm×70.7 mm×70.7 mm立方体试件，28 d抗压强度分别为53.35 MPa、52.48 MPa、54.35 MPa，抗压强度平均值为53.39 MPa，标准差为0.764.1.2 试件制作与电化学锈蚀本试验采用中心拔出试验研究锈蚀钢筋与TRC约束混凝土的黏结性能，结合试验要求，参考《混凝土结构试验方法标准》（GB/T 50152—2012）[11]，设计制作混凝土长方体拉拔试件：试件横截面边长为94 mm的正方形，其中保护层厚度40 mm[12]，试件长度为150 mm，设计黏结长度为5倍钢筋直径，钢筋在加载端和自由端各有一无黏结段，无黏结段钢筋套在PVC塑料套管中，试件示意图如图2所示.进行电化学锈蚀，将试件加载端钢筋打磨后用铜芯电线与直流电源正极相连，作为电解池的阳极;用一截长约50 cm不锈钢杆件用铜线连接至直流电源负极，作为电解池的阴极;电解池中溶液为质量分数5%的氯化钠溶液. 为了防止非黏结段钢筋锈蚀，用环氧树脂与纱布将自由端钢筋与自由端底面混凝土表面密封，形成隔水层;并且保持液面在加载端混凝土表面以下5～15 mm，试件3个为一组并联连接在一个直流电源通道上，3个试件分别立在小桶内，根据Faraday定律，通过控制通电时间，得到设计钢筋锈蚀率分别为1%、3%、5%、10%的试件. 电化学锈蚀装置详见图3.1.3 电化学锈蚀后裂缝开展情况钢筋锈蚀的锈蚀产物会产生体积膨胀，使包裹钢筋的混凝土环向受拉，锈蚀产物的体积比原来体积增大2～4倍，随着锈蚀产物的增多，混凝土自身强度不能承受环向拉应力，就会产生顺筋方向的锈胀裂缝，锈胀裂缝的宽度随钢筋锈蚀的程度加深而变宽. 电化学锈蚀后使用裂缝观测仪对各组试件锈胀裂缝开展程度进行测量，表5中列出了各组中3个试件的锈胀开裂情况以及锈胀裂缝的最大宽度，并且求出各组试件锈胀裂缝的平均值.1.4 钢筋锈蚀后TRC加固设计在进行TRC加固前，对老混凝土表面进行粗糙处理增加其表面粗糙度如图4（a）所示，能有效提高新老混凝土界面黏结性能[13]. 根据试件的大小裁剪纤维编织网，并保证碳纤维束处于受力方向;在老混凝土表面均匀抹上一层2 ～ 3 mm厚度的细粒混凝土;将纤维编织网平铺在干净的模板上，在其表面用较稀的砂浆进行抹刷，然后环向包裹在试件表面，包裹过程中避免纤维编织网发生褶皱、弯斜;再在纤维编织网表面抹上一层1 ～ 2 mm厚的细粒混凝土，至此。
自密实纤维新型混凝土的应用
设计使得自密实混凝土相较于普通混凝土有其特殊的优势与不足。
自密实混凝土的优势主要体现在：工作性能良好[1，2]，包括较大的流动性与填充性，较好的间隙通过性及抗离析性；可通过加入不同外加剂和掺合料来实现不同的强度需求；浇筑时无须振捣或少加振捣，既加快了施工速度，提高了生产效率，又能保证施工质量；同时，自密实混凝土中大量掺加粉煤灰、硅粉、磨细高炉矿渣等工业废料，提高了资源的综合利用率，保护了生态环境。
但同时，自密实混凝土也有相应的缺点：大量的掺合料会使自密实混凝土硬化初期产生较大的收缩，加快开裂现象，使结构产生严重损伤，从而降低结构承载能力和使用寿命，即自密实混凝土耐久性较差。
2纤维混凝土2.1纤维混凝土的优劣势近年来，纤维混凝土因其优良的力学性能而被广泛利用，其优势恰恰能够改善自密实混凝土干缩大、易开裂、抗拉强度低、脆性大等缺点。
纤维混凝土的优势如下。
2.1.1抗裂能力好由于纤维在混凝土中排列密集，乱向分布，当发展的裂缝穿过纤维时，纤维会产生反向应力，从而有效抑制混凝土裂缝的发展[3]。
2.1.2韧性好当混凝土承受的拉应力大于抗拉强度时，混凝土产生裂缝，而横跨裂缝的纤维能提供部分抗拉应力，从而增加了混凝土的韧性。
2.1.3强度高纤维的加入使混凝土的抗折强度、抗剪强度和抗拉强度均有所提高。
但是纤维混凝土存在搅拌时易结团、易性差等劣势，而自密实混凝土正好可以改善这些不足。
因此，自密实混凝土和纤维的结合可以在兼顾两者优点的同时改善两者的缺点，形成高性能的自密实纤维新型混凝土。
2.2纤维的种类及纤维掺入量对混凝土性能的影响2.2.1钢纤维钢纤维混凝土最早出现于20世纪初。
1963年，美国学者Romualdi [4]发表的关于钢纤维混凝土的报告意味着正摘要 自密实混凝土具有较高的流动性，无须振捣，在工程中可大大提高施工效率。
在自密实混凝土中掺入纤维可提高混凝土的抗拉强度，有效改善混凝土的开裂现象，使其具有较高的抗裂性及耐久性。
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Ｓ ｕ ｙ ｏ ｅ ｆ ｃ ｍ ｐａ ｔｎ ｎ ｒ ｔ ｆＴｅ ｔｌ ｉ ｏ ｃ ｄ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ ｔ ｄ ｎ Ｓ ｌ－ ｏ ｃ ｉ ｇ Ｃｏ ｃ ｅ ｅ ｏ ｘ ｉｅ Ｒｅ ｎｆ ｒ ｅ ｎ ｒ ｔ
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用 于纤 维 编 织 网增 强 混凝 土 的 自密 实混 凝 土
徐世煨 ， 李 赫
（ 大连理 工 大学 海岸 及近 海工 程 国家重点 实验 室结构 分 室 ， 宁 大连 １ ６ ２ ） 辽 １ ０ ４
摘 要 ：配 置 了一 种 适 用 于 纤 维 编 织 网 增 强 混 凝 土 结 构 的 自密 实 混 凝 土 ， 其 进 行 了 自 密 对
聚 乙烯 醇 （ ＶＡ） 维 和聚 乙烯 （ Ｅ 纤 维． Ｐ 纤 Ｐ ）
与乱 向分布 于混凝 土 中的短切 纤 维相 比 ， 连续纤 维 粗纱 因为 可 以沿 混凝 土 中的应 力主 向布置 ， 因 而其增 强 效率 明显提 高． 固定 主 向纤维 粗纱并 增大 其 与混凝 土 的粘结 ， 为 可利用 编织 技术 将纤维
钢 筋混 凝土 充分 利用 了钢材 的高 抗拉 强度 、 高韧性 以及混凝 土 的高抗 压强 度． 而钢 筋会遭 到 然 侵 入混 凝 土 中的氯离 子 和二氧 化碳 的腐蚀 ， 最终 导致 混 凝 土结 构 性 能劣 化． 避免 钢 筋腐 蚀 ， 求 为 要 混 凝 土保 护层具 有一 定 的厚度 ， 在某 些 特 殊 的场 合 ， 比如在 腐 蚀 环境 ， 其保 护层 厚 度 可 达 ７ｃ 以 ｍ 上口 ， 不仅 浪费 材料 ， ］这 而且 导致结 构 笨重 ． 为节 省材料 并减 轻 自重 ， 些 不容易腐 蚀 的纤维 材料 就 一 有 了优势 ． 这些 纤维 包括 高抗 拉强度 的碳 纤维 、 玻璃纤 维 和芳族 聚 酸胺纤 维 （ｒｍｉ） ａａ ｄ 以及高 韧性 的
实能 力和力 学性 能的试 验． 果 表 明 ： 种 自密 实混 凝 土 具 有 良好 的工 作性 能 和 力 学性 结 这
能 ， 全 可 以 用 来 作 为 纤 维 编 织 网增 强 混 凝 土 的 基 体 ． 完
关 键词 ：自密 实混 凝土 ；纤维编 织 网；粘 结
中 图 分 类 号 ： Ｕ５ ８ ５ Ｔ ２ ．８ 文献 标识 码 ： Ａ
ａ ｄ ｍ ｅ ｈａ ｉａ ｒ ｅ ｔｅ ｔ ｅ ｓ ｌ— ｏｍ ｐ ｃ ｉ ｏ ｒ ｔ ｓ ｐ ｏｖ ｄ ｔ ｓ ｄ ｉ ＲＣ． ｎ ｃ ｎ ｃ ｌｐ ｏｐ ｒ ｉｓ， ｈ ｅｆ ｃ ａ ｔｎｇ ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｉ ｒ ｅ ｏ ｂｅ ｕ ｅ ｎ Ｔ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ ｓ ｌ－ ｏｍ ｐ ｃ ｉ ｇ ｃ ｃ ｅ ｅ； ｔ ｘ ｉｅ； ｂ ｎｄ ｄ ： ｅ ｆｃ ａ ｔｎ ｏｎ ｒ ｔ ｅ ｔｌ ｏ
粗 纱制成 平 面或立 体纺 织物 ，即纤维 编织 网． 由于纤 维不 会腐 蚀 ， 即使 混 凝土保 护 层较 薄 也 能满 足
防腐 蚀 要求 ． 因此纤 维 编织 网增强 混凝 土 （ｅ ｔ ｅｒｉｆｒｅ ｏ ｃｅｅ Ｒ 可 广泛 用 于轻 质 薄 壁 ｔｘｉ ｅｎｏｃｄ ｃｎ ｒｔ ，Ｔ Ｃ） ｌ 结 构 、 工结 构 、 工结 构 和水工结 构 ． 海 港 尽管 Ｔ ＲＣ的设 想 由来 已久 。 ， 对 其基本 性能 ， ］但 比如 粘结性 能 、 久性 能 和 承载 能 力 尚 了解 耐 不 多． 为使 纤维编 织 网与混 凝 土协 同工 作 ， 求 混凝 土 基体 能 满 足 ＴＲ 的特 殊 要求 ， 要 Ｃ 比如具 有 良
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第 ９卷 第 ４期
２０ ０ ６年 ８月
建
筑
材
料
学
报
Ｖｏ ，Ｎｏ ４ Ｌ９ ． Ａｕ ．， ０ ６ ｇ ２ ０
Ｊ ０ＵＲＮＡＩ ０Ｆ Ｂ ＬＤＩ ＵＩ ＮＧ ＡＴＥＲＩ Ｍ ＡＩ Ｓ
文章 编 号 ：０ ７ ９ ２ （ ０ ６ ０ —０ ８ 一Ｏ １０— ６９２０）４ ４１ ３
收稿 日期 ：０ ５ ７ ８ ２０ —０ —２ ；修 订 日期 ：０ ５ １ —１ ２０ — ０ ０
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｎ ｆ ｓ ｌ－ ｏ ｐ ｃ ｉ ｏｎ ｒ ｔ ｈ ｔ ｉ ｉ ｆ ｒ ｔ ｘ ｉｅ ｒ ｉ ｏｒ ｅ ｏｎ ｒ ｔ ＴＲＣ，ｆ ｒ ｋｉ ｄ ｏ ｅ ｆｃ ｍ ａ ｔｎｇ ｃ ｃ ｅ ｅ ｔ ａ ｓ ｆｔ ｏ ｅ ｔｌ ｅｎｆ ｃ ｄ ｃ ｃ ｅ ｅ（ ｏ ｓ ｈｏｒ ） ｗａ ｔ ｄｉｄ ｉ ｈｉ ａ ｅ ．Ｏｎ ｔ ａ ｅ ｏ ｘｐ ｒｍｅ ａ ｅ ｕ ｔ ｅ ｆｃ ｍｐａ ｔｎ ａ ａ ｉｉｙ ｔ ｓ ｓ ｕ ｅ ｎ ｔ ｓ ｐ ｐ ｒ ｈｅ ｂ ｓ ｆｅ ｅ ｉ ｎｔ ｌｒ ｓ ｌｓｏｆｓ ｌ－ ｏ ｃ ｉ ｇ ｃ ｐ ｂ ｌｔ
好 的 粘结能 力 、 承 载能 力和 耐久性 能等 ． 高 因纤 维编 织 网 网格 尺寸 较 小 ， 要求 混 凝 土基 体 粗 骨料 的
最 大粒 径较 小． 由于 纤维编 织 网强度 较高 ， 非常 适合 用 作预 应 力结 构 ， 振 捣可 导 致预 应 力 加载 设 而
备 的松垮 以致预 应力 难 以顺利 施加 ， 因此 ， 要求 混凝 土基 体 具 有 高流 动 性且 不 离 析 的 自密实 能力 ，