《應變硬化水泥基復合材料損傷失效與修復加固機理》隨著我國基礎建設工程逐步進入維修期,如何選擇安全、適用、耐久的修復材料和適當的修復方 法,并保證修復后結構的可靠性、減少資源和能源消耗是既有混凝土結構修復領域的重中之重。因 此,性能優越的修復加固材料和適當的修復加固方法對既有混凝土結構的維修意義重大。 本書著重介紹了應變硬化水泥基復合材料 ( SHCC)的基本設計理論,工作性能,基本力學性能, 開裂損傷失效機理,干縮特性,耐久性劣化規律,以及作為修復加固材料時界面約束收縮規律,界面 粘結錨固機理,SHCC修復梁的剛度、裂縫和變形計算等。 本書可供從事纖維增強水泥基復合材料研發、設計、生產單位,以及混凝土結構修復加固企業工 程技術人員閱讀參考,也可作為高等院校土木工程專業、地下工程專業、無機非金屬材料工程專業、 硅酸鹽工程專業的本科生和研究生教學與參考用書。
目 錄
第1章 緒論
1 .1 應變硬化水泥基復合材料基本理論
1 .2 荷載裂縫對SHCC耐久性的影響研究現狀
1 .3 SHCC干燥收縮性能及其損傷機理研究現狀
1 .4 SHCC凍融損傷研究現狀
1 .5 SHCC作為修復加固材料研究現狀
第2章 應變硬化水泥基復合材料基本性能研究
2 .1 SHCC流動擴展度
2 .1 .1 試驗方案
2 .1 .2 試驗現象與結果分析
2 .2 SHCC單軸拉伸性能
2 .2 .1 試件設計與制作
2 .2 .2 骨料細度對SHCC單軸拉伸性能的影響
2 .2 .3 養護齡期對SHCC單軸拉伸性能的影響
2 .2 .4 養護環境對SHCC單軸拉伸性能的影響
2 .3 SHCC彎曲韌性
2 .3 .1 試驗方案
2 .3 .2 齡期對薄板試件裂縫發展的影響
2 .3 .3 齡期對SHCC荷載撓度曲線的影響
2 .3 .4 齡期對SHCC彎曲韌性的影響
2 .3 .5 荷載撓度擬合曲線分析
2 .4 SHCC單軸壓縮性能
2 .4 .1 試件類型對SHCC受壓裂縫發展的影響
2 .4 .2 SHCC抗壓應力應變全曲線分析
第3章 拉伸荷載作用下SHCC開裂損傷過程及其對耐久性的影響
3 .1 試驗方案
3 .1 .1 原材料與試件制備
3 .1 .2 單軸拉伸過程中裂縫寬度測量
3 .1 .3 毛細吸水試驗
3 .1 .4 氯離子侵蝕試驗
3 .2 拉伸荷載作用下SHCC裂縫分布特性分析
3 .2 .1 裂縫寬度統計參數分析
3 .2 .2 裂縫寬度分布概率密度函數選取標準
3 .2 .3 裂縫寬度頻率分布直方圖
3 .2 .4 裂縫寬度分布概率密度函數
3 .3 拉伸荷載作用下SHCC吸水特性及硅烷浸漬防護效果
3 .3 .1 拉伸荷載作用對SHCC吸水特性的影響
3 .3 .2 表面硅烷浸漬對開裂SHCC防水效果的影響
3 .3 .3 拉伸荷載作用對整體防水SHCC吸水特性的影響
3 .4 拉伸荷載作用下SHCC抗氯離子侵蝕性能及硅烷防護效果
3 .4 .1 拉伸荷載作用對SHCC抗氯離子侵蝕性能的影響
3 .4 .2 表面硅烷浸漬對開裂SHCC抗氯離子侵蝕性能的影響
3 .4 .3 拉伸荷載作用對整體防水SHCC抗氯離子侵蝕性能的影響
3 .5 裂縫特征與SHCC滲透性的關系
3 .5 .1 裂縫寬度多邊形與SHCC滲透性的關系
3 .5 .2 累積裂縫寬度與SHCC滲透性的關系
3 .5 .3 權重方程與SHCC毛細吸水特性的關系
第4章 SHCC收縮與抗裂性研究
4 .1 水泥基材料濕度擴散與濕度分布反演分析
4 .1 .1 反問題的基本理論及算法
4 .1 .2 水泥基材料濕度擴散理論及濕度場的求解
4 .1 .3 試驗方案
4 .1 .4 環境濕度對SHCC及其基體濕度擴散的影響
4 .1 .5 SHCC及其基體濕度擴散系數反演計算
4 .1 .6 不同干燥齡期試件內部濕度的梯度分布
4 .2 水泥基材料干縮應力反演分析
4 .2 .1 水泥基材料干縮模型
4 .2 .2 干縮應力的反演分析計算流程
4 .2 .3 環境濕度對SHCC及其基體干縮的影響
4 .2 .4 無限制收縮
4 .2 .5 干縮應力反演計算
4 .3 SHCC約束收縮與抗裂性能評估
4 .3 .1 試驗方案
4 .3 .2 圓環約束收縮機理
4 .3 .3 圓環試件收縮開裂發展過程及開裂模式
4 .3 .4 SHCC約束收縮開裂性能評價
4 .4 SHCC與老混凝土粘結收縮性能
4 .4 .1 試驗方案
4 .4 .2 修復梁約束收縮應力與失效模式
4 .4 .3 SHCC修復梁與混凝土修復梁開裂和分層模式對比分析
4 .4 .4 養護環境對SHCC修復梁約束收縮的影響
4 .4 .5 界面粗糙度對SHCC修復梁約束收縮的影響
4 .4 .6 修復層厚度對SHCC修復梁約束收縮的影響
4 .4 .7 SHCC修復層局部位置約束收縮應變發展曲線及分析
第5章 凍融損傷對SHCC性能的影響
5 .1 試驗方案
5 .1 .1 原材料與試件制備
5 .1 .2 試驗方法
5 .2 SHCC的凍融劣化特性
5 .2 .1 凍融后SHCC的表觀形貌
5 .2 .2 相對動彈性模量及失重率隨凍融次數的演變規律
5 .3 凍融作用對SHCC彎曲韌性的影響
5 .4 凍融損傷對SHCC及其基體耐久性的影響
5 .4 .1 對抗氯離子侵蝕性能的影響
5 .4 .2 對碳化性能的影響
5 .5 凍融損傷對SHCC與鋼筋粘結錨固性能的影響
5 .5 .1 拉拔試件凍融現象
5 .5 .2 拉拔試驗現象
5 .5 .3 鋼筋與試件粘結滑移曲線
5 .6 凍融損傷對SHCC修復后鋼筋粘結錨固性能影響
5 .6 .1 修復材料對鋼筋錨固性能的影響
5 .6 .2 修復層配橫向鋼筋對鋼筋錨固性能的影響
5 .6 .3 凍融循損傷對SHCC修復后鋼筋粘結錨固性能的影響
第6章 SHCC修復鋼筋混凝土梁的界面粘結性能
6 .1 SHCC與老混凝土粘結試件抗剪性能
6 .1 .1 試驗方案
6 .1 .2 不同界面粗糙度試件粘結面破壞特征
6 .1 .3 界面粗糙度對粘結面抗剪強度的影響
6 .1 .4 界面粗糙度對粘結面剪應力滑移曲線的影響
6 .2 SHCC與老混凝土粘結試件抗拉與斷裂性能
6 .2 .1 試驗方案
6 .2 .2 不同界面粗糙度試件粘結面破壞特征
6 .2 .3 界面粗糙度對劈裂荷載的影響
6 .2 .4 界面粗糙度對粘結試件斷裂能及軟化曲線的影響
6 .2 .5 粘結試件與混凝土整體試件的結果對比分析
6 .3 SHCC修復鋼筋混凝土梁界面粘結破壞機理
6 .3 .1 試驗方案
6 .3 .2 不同界面粗糙度修復梁的破壞模式
6 .3 .3 鋼筋和混凝土應變
6 .3 .4 界面粗糙度和修復層厚度對特征荷載的影響
6 .3 .5 SHCC修復鋼筋混凝土梁界面粘結破壞機理
6 .3 .6 界面粘結破壞承載力
第7章 SHCC修復鋼筋混凝土梁的裂縫與變形性能
7 .1 SHCC修復鋼筋混凝土梁的裂縫研究
7 .1 .1 試驗梁裂縫發展特點
7 .1 .2 平均裂縫寬度與最大裂縫寬度的關系
7 .1 .3 SHCC修復鋼筋混凝土梁裂縫影響因素分析
7 .1 .4 SHCC修復鋼筋混凝土梁平均裂縫間距計算模型
7 .1 .5 SHCC修復鋼筋混凝土梁裂縫寬度計算模型
7 .1 .6 模型的驗證
7 .2 SHCC修復鋼筋混凝土梁的變形研究
7 .2 .1 界面粗糙度、修復層厚度、混凝土強度對試驗梁 荷載撓度曲線的影響
7 .2 .2 修復梁截面剛度變化規律
7 .2 .3 SHCC修復鋼筋混凝土梁的抗彎剛度計算模型
7 .2 .4 模型的驗證
第8章 持續荷載作用下SHCC修復鋼筋混凝土梁裂縫與變形性能
8 .1 試驗方案
8 .2 試驗結果及分析
8 .2 .1 試驗現象
8 .2 .2 鋼筋及混凝土應變分析
8 .2 .3 開裂荷載影響因素分析
8 .3 持續荷載作用下SHCC修復鋼筋混凝土梁裂縫研究
8 .3 .1 裂縫間距
8 .3 .2 裂縫寬度時變曲線影響因素分析
8 .3 .3 純彎段內水平粘結裂縫寬度時變曲線影響因素分析
8 .3 .4 持續荷載作用下純彎段內粘結開裂機理
8 .4 持續荷載作用下SHCC修復鋼筋混凝土梁的變形研究
8 .4 .1 短期加載下試驗梁荷載撓度曲線影響因素分析
8 .4 .2 修復梁截面彎曲剛度變化規律
8 .4 .3 持續荷載作用下鋼筋混凝土梁撓度時變規律
8 .4 .4 持續荷載作用下鋼筋混凝土梁變形增大的原因分析
參考文獻