shcc修复混凝土构件在持续荷载作用下的试验研究

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1、全日制硕士学位论文SHCC修复混凝土构件在持续荷载作用下的试验研究ExperimentalInvestigationontheConcreteComponentsRepairedwithSHCCunderSustainedLoad申请人姓名：司斌指导教师：胡春红学位类别：工学硕士专业名称：土木工程研究方向：结构工程河南理工大学土木工程学院二○一六年六月中图分类号：TU375密级：公开UDC：624单位代码：10460SHCC修复混凝土构件在持续荷载作用下的试验研究ExperimentalInvestigationontheConcreteCompone

2、ntsRepairedwithSHCCunderSustainedLoad申请人姓名司斌学位类别工学硕士专业名称土木工程研究方向结构工程导师胡春红职称副教授提交日期2016.04答辩日期2016.06河南理工大学致谢本论文是在导师胡春红副教授的悉心指导下完成的，从选题、试验设计、试验操作及论文写作等各个方面均凝结着老师的心血。老师以其渊博的学识及严谨的治学态度、不厌其烦的给予我学业上的指导使我受益匪浅。每当试验或论文写作中遇到困难老师总会第一时间甚至牺牲自己大量休息时间来帮助我。不仅如此当生活中遇到困难时老师也会全力相助，那些画面总是在脑海中浮现，常常

3、令我感动不已，胡老师不仅仅是导师更像家人，这三年的缘分我会铭记于心。在此文即将完成之际，衷心的向老师致以崇高的敬意与无尽的感谢！感谢做试验那段艰苦时光中时刻陪在我身边的李珍珍、潘燕秋同学，你们不仅仅是我得力的助手急我之所急，而且还在试验中提出许多有效的建议与疑问使我少走了许多弯路，在我遇到困难、消极无助时及时给我鼓励与帮助，我都记在心里；在试件浇筑和加载过程中许多男同学（包括2013级硕士研究生：张庆兵、杨权威、詹俊峰、徐子龙，周山山、张晓龙、马明全、朱玉林、马建华、皮乾勇、张小凯、张勇、张鹏飞、赵三欣等，2014级：陈卫峰、吕晨晨、肖扬、张以龙、张军

4、等，2013级本科生：卢帅，还有好多叫不上名的小师弟、外学院的男同学）多次不辞辛苦帮忙做了许多脏活累活甚至很危险的工作，发自内心表示感谢；温丛格师姐、王伟伟师兄教会了我许多试验中所需要的最基本的技能，谢谢你们的帮助；生活中的好姐妹张晶然、张琳琳、陶赛、靳静、罗亚楠、程格格，不仅在做实验时给予帮助，生活中也给了我许多照顾与温暖，在试验期间多次早出晚归给三位室友的休息造成了很大的困扰，多谢你们的包涵，研究生三年有你们在身边我很幸运很满足。感谢蔺新艳老师在试验设计中给予非常重要的指导和帮助，有了您的帮助使我的试验思路清晰了许多。感谢试验室王辉、周淼、张素华等

5、老师的慷慨相助，使我的试验得以顺利进行。特别感谢我的爸爸、妈妈、哥哥和男朋友董海长，正是你们给予的无限关怀、默默支持、鼓励、包容以及无私援助才使我得以顺利完成学业，如此的温暖和关爱，无以为报，唯愿此文能宽慰其心。最后，还要衷心感谢评阅论文的各位专家、教授。摘要工程结构在服役期间由于自身材料劣化而不满足耐久性要求时，常常需要进行修复或加固。对于裂缝宽度过大引起的结构劣化，当采用脆性水泥基材料进行修复和加固时，受荷之后修复材料短期内再次开裂或与老混凝土分层剥落，易造成修复失效。应变硬化水泥基复合材料（StrainHardeningCementitiousC

6、omposite，简称SHCC）是一种在拉伸荷载作用下具有应变硬化和多微缝开裂特性的纤维增强水泥基复合材料，其极限拉应变可达到甚至超过3%，最大裂缝宽度可控制在100μm左右。SHCC超高的韧性和优越的裂缝控制能力使其在混凝土构件加固与修复工程中有广泛的应用前景。目前国内外对于SHCC修复混凝土构件在持续荷载作用下的性能研究还十分有限，本文通过试验和理论分析开展了以下研究内容：（1）通过SHCC单轴拉伸试验，研究了龄期（7d和28d）对SHCC拉伸性能的影响。试验结果显示，不同龄期的SHCC试件在单轴拉伸荷载作用下均可表现出明显的应变硬化和多微缝开裂特

7、性，平均极限拉应变可达到3%。与7d龄期相比，28d龄期的开裂强度、开裂应变、抗拉强度、弹性模量均有所提高，而极限拉应变有所降低。建立了SHCC拉伸荷载作用下的简化本构模型，作为后期试验的参考。（2）通过四点弯曲试验，对6根SHCC修复钢筋混凝土梁和1根对比梁在持续荷载作用下的受弯性能进行了试验研究，得到了修复梁的裂缝发展与变形随时间变化的规律。主要考察了修复层厚度、粘结面粗糙度、SHCC龄期等因素对修复梁裂缝和变形的影响规律和作用机理。试验结果表明：①与对比梁相比，修复梁的裂缝条数增多、间距减小；最大裂缝宽度和平均裂缝宽度均减小，且最大裂缝宽度扩大系

8、数有所降低；其它条件相同时修复层越厚、粘结面粗糙度越大、SHCC龄期越长，修复梁的最大裂缝宽度