Бетонные конфайнмента с текстильной усиленная Куртки раствор
Применение текстильных армированных растворов (TRMs) в качестве средства повышения осевых потенциала конкретных путем заключения исследуется экспериментально в настоящей работе. TRM можно рассматривать в качестве альтернативы армированных волокном полимеров (FRPS), решения многих проблем, связанных с применением последних без ущерба для производительности в значительной степени. На основании ответа замкнутых цилиндров и коротких прямоугольных колонн, можно сделать вывод, что текстильные минометных оболочки обеспечивает существенный выигрыш в прочности на сжатие и деформируемости; этот выигрыш выше, количество ограничительных слоев увеличивается и зависит от прочности раствора . По сравнению со своими пропитаны смолой коллегами, минометов пропитанный текстиль может привести к снижению эффективности. Это снижение было более выраженным в цилиндрических образцов, но весьма незначительны по прямоугольных,. Благоприятные характеристики удержания на прямоугольных колонн были получены с помощью винтовой применяется несвязанных полос с конца креплений-интересную концепцию, которая заслуживает дальнейшего изучения.
Моделирование конкретных только с куртками, помимо пропитаны смолой из них представлена авторами как довольно простая процедура, посредством надлежащего внедрения экспериментальным путем коэффициенты куртку эффективности. Из полученных результатов в этом исследовании, считается, что TRM оболочки является весьма перспективным решением для заключения железобетонных ..
Ключевые слова: лишение свободы; куртки; раствора.
(ProQuest информации и обучения: ... означает формулы опускается.)
ВВЕДЕНИЕ И ИСТОРИЯ
Необходимость модернизации существующих структур была огромной в течение последних нескольких десятилетий, как в nonseismic области из-за износа и / или введения более жестких требований к конструкции, а также в сейсмических районах, где структуры, разработанные в соответствии со старинными сейсмической коды должны отвечать производительность уровня, требуемого действующим сейсмическим нормам дизайна. Один из наиболее распространенных методов модернизации для железобетонных конструкций предусматривает использование куртки, которые направлены на повышение заключения действий либо потенциальных пластического шарнира регионах или по всей члена.
Среди всех оболочки методов, использование волоконно-армированные полимеры (FRPS) получает все более широкую популярность в гражданском обществе в связи с инженерно благоприятных свойств обладают эти материалы, а именно, очень высокая прочность на единицу массы, коррозионная стойкость, легкость и Скорость применения, а также минимальные изменения в geometry.1, 2, несмотря на все эти преимущества, метод FRP укрепления имеет несколько недостатков, которые относятся к органической смолы используется для связывания или пропитки волокон. Эти недостатки можно обобщить следующим образом: 1) плохое поведение эпоксидных смол при температурах выше температуры стеклования, тем, что часто требует специальных и дорогостоящих мер противопожарной защиты; 2) относительно высокая стоимость эпоксидных смол; 3) опасности для чернорабочий, хотя современные эпоксидные постепенно становятся менее опасными из-за меньшего содержания растворителя; 4) применение FRP на мокрых поверхностях или низких температур не представляется возможным; 5) отсутствие паропроницаемости, которая может привести к повреждению структуры бетона; 6) несовместимости эпоксидных смол и материалов подложки и 7) трудности проведения после землетрясения, оценка ущерба, причиненного железобетонных позади (неповрежденных) FRP куртки ..
Одним из возможных решений указанных проблем будет замена органических вяжущих с неорганическими, например, на основе цемента минометов, ведущих к замене FRP с волоконно-армированные минометов (СУФР). Эти материалы имеют относительно длительные записи в несущие конструкции, особенно в развитии тонких продуктов разделе 3, но у них есть проблемы слишком: как следствие зернистости раствора, проникновения и пропитки волокна листов очень трудно добиться . Кроме того, в отличие от смолы, растворы не может мокрой отдельных волокон. Именно это свойство эпоксидных смол, а именно, способность проникать и мокрого волокна-что приводит к отличной связи и взаимодействия между жесткие волокна и матрицы. Таким образом, пропитанной эпоксидной непрерывных листов волокна используются в очень эффективным способом. Несмотря на вышеупомянутые связи проблемами, связанными с использованием композитных материалов с неорганических матриц (СУФР) в области структурной модернизации не ускользает от внимания исследователей. Выполнение листы углеродного волокна с неорганической матрице из алюмосиликатного порошка и на водной основе активатора была оценена Курц и Balaguru4 и Гарон, Balaguru и Toutanji.5 Эти материалы были использованы в качестве внешних связанных изгиб усиление укрепления конкретных beams4 или неармированного бетона prisms5 и привели в сопоставимых производительности с эпоксидной смолой пропитанных листов с точки зрения прочности и жесткости, при некотором снижении пластичности.
Усталость выполнения бетонных балок укрепить при изгибе с карбоновыми листов связаны с той же неорганической матрице была оценена в номер 6 и был признан удовлетворительным. Крупномасштабные испытания, проведенные Weiberg7 на бетонных балок при изгибе укрепить или сдвига с внешним связанного углерода листов в модифицированных полимеров цементные матрицы показали, что метод является многообещающим, хотя и менее эффективны, чем на основе эпоксидной смолы систем. Единственное исследование, утверждают авторы об использовании неорганических композитов для заключения, что в У и Дэн, 8, где однонаправленные листы углерода связан с цементной связующего были заняты ограничиться небольшой (100 Замкнутых образцов в данной работе проявляли высокую прочность и достаточную деформируемость, сопоставимой с компаньоном образцов обернуто с эпоксидной смолы, импрегнированные углеродными листов ..
Бонд условий в цементных композитов можно улучшить, и волокно-матрица взаимодействий может быть сделано, когда жесткий непрерывного волокна листы заменяются ткани. Эти материалы составляют ткань сетки из длинных ткани, трикотажные, или даже нетканого волокна жгутов, по крайней мере два (как правило, ортогональных) направлениях. Плотности, то есть, количество и интервал, жгутов в каждом направлении можно управлять независимо, что отражается на механических свойств текстильных и степень проникновения раствора матрицы через сетку. Хотя исследования по использованию текстильной сетки, как укрепление цементных продуктов началось в начале 1980-х, 9,10 изменениях в этой области осуществлялся довольно медленными темпами до конца 1990-х. За последние 5 лет или около того, однако, научное сообщество уделяет все большее внимание на использование тканей в качестве подкрепления на цементной основе продуктов, прежде всего в новых constructions.11-20 исследований по использованию текстиля в модернизации конкретных структур было весьма ограничено, и сосредоточены на изгиб или сдвига укреплению балок и по различным аспектам связей между бетоном и на цементной основе текстильных composites.21-23 Эти исследования пришли к выводу, что надлежащим образом разработанные текстиля в сочетании с неорганических связующих есть хороший потенциал, как укрепление материалы армированные конкретных членов.
ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Оболочки железобетонные членов в существующие структуры становится все более привлекательным укрепление и / или модифицировать вариант, как в nonseismic и сейсмически районах, подверженных воздействию. Среди всех оболочки методов, использование FRP получает все более широкую популярность из-за благоприятных свойств обладают эти материалы. Тем не менее, некоторые проблемы, связанные с эпоксидных смол, а именно плохое поведение при высоких температурах, высокой стоимости, опасности для работников, несовместимость с подложки, неприменимость на мокрых поверхностях и трудности для проведения после землетрясения оценки за куртки FRP, еще предстоит решать. Решение большой потенциал может быть замена эпоксидных смол с неорганических связок, но пропитка непрерывных листов волокна с применением минометов очень трудно достичь, в результате чего довольно плохой связи между волокнами и матрицей. Бонд условия могут быть улучшены при текстиль, вместо этого используются волоконно листов, концепции, ведущие к использованию TRM оболочки в качестве альтернативы оболочки FRP.
Экспериментальная программа
Экспериментальный метод
Главная цель экспериментальной программы заключается в обеспечении более глубокого понимания эффективности различных схем оболочки, основанные на использовании тканей из непрерывных волокон (углерода) в сочетании с неорганическими материалами матрицы (на основе цемента минометов). Исследование проводилось по следующим вопросам: 1) цилиндрических образцов диаметром 150 мм и высотой 300 мм (серии А и B), 2) краткий образцов колонного типа с прямоугольным сечением 250 700 мм (серия C). В четырех углах всех прямоугольной призмы были схвачены на радиусом, равным 15 мм. Все образцы были неармированные, а куртки укрепление взаимодействия (например, предупреждение арматурного проката выдвижной на коленях сростков или задержки арматурного проката потери устойчивости), выходят за рамки настоящего исследования.
Три параметров были рассмотрены в ходе расследования с цилиндрическими образцами, а именно, использование неорганических растворов по сравнению с на основе синтетических смол матричного материала для текстильной арматуры, прочность неорганических растворов (два различных минометов были использованы) и ряд текстильных слоев (два или три слоя). Выбор этих параметров, направленных на: 1) по сравнению неорганических минометов по сравнению с эпоксидной смолы в качестве матрицы материалов в ограничении куртки, 2) изучает влияние силы раствора на эффективность минометов неорганических материалов в качестве матрицы, и 3) изучение роли номер слоев на эффективность оболочки с текстилем.
Все ограничиваясь систем в случае цилиндрических образцов были применены при одном листе текстильной обернутые вокруг каждого цилиндра до нужного количества слоев, была достигнута. Связующего был или эпоксидной смолы и неорганических растворов, применяемых к бетонной поверхности, между всеми слоями и на вершине последнего слоя (рис. 1).
Тестирование на прямоугольных призм, направленные на изучение следующих трех параметров: по сравнению с неорганическими раствор на основе синтетических смол матрицы для текстильной арматуры, ряд текстильных слоев (два или четыре), и эффективность по сравнению с несвязанных связанных ограничиваясь систем. Оболочки всех прямоугольных колонн осуществляется с использованием новой концепцией, которая предусматривает создание в каждом слое за счет использования одной полосы. Полоса была завернута вокруг колонны по спирали конфигурации, начиная с одного конца (колонка сверху) и остановки на другой (столбец нижней) (рис. 2 (а)). Каждая последующая полоса была завернута в противоположном направлении, что и предыдущие (рис. 2 (б)). Полосы были прикреплены на конкретные либо путем полного связи (то есть, смолой или миномет, как и в случае баллонов) или на концах только, используя простой метод, который участвует упаковки и эпоксидной смолы связи другой полосы, применяемые с боков в два слоя с каждой стороны (сверху и снизу) колонны (рис. 2 (с)).
Испытательные образцы и материалы
Три ряда конкретных образцов (A, B и C) были отлиты с использованием тех же товарного бетона в каждой из них (но отличается от серии к серии). Серия включает пять различных вариантах: контрольных образцах (без упаковки), образцы завернуты в два или три слоя текстильного связан с относительно низкого качества раствором (раствор I), и образцы завернуты в два или три слоя текстильного связанных с лучшее качество раствора (раствор II). Эти образцы были использованы для оценки эффективности куртки с различными сильными раствор для двух различных толщин куртка (число слоев). Образцы в серии приведены обозначения A_XN, где X обозначает тип куртки (С в течение без оболочки [управления] видов, М. для образцов с раствором типа куртки I, и MII для образцов с раствором типа куртки II) и N обозначает количество слоев.
Серия B вошли еще пять различных вариантах: контрольных образцов, образцы завернуты в два или три слоя текстильного связанных с эпоксидной смолой, а также их коллеги связанных с раствором типа II. Кроме того, прочность бетона была несколько выше, в серии B, чем в серии из-за различных дозирования. Эти образцы были использованы для оценки эффективности раствора основе по сравнению с на основе синтетических смол куртки, для двух различных толщин куртка (число слоев). Обозначение образцов в серии B является B_XN, где X и N определяется как и выше (R используется для обозначения эпоксидной смолы и MII используется для обозначения раствора тип II).
Наконец, Series C включены семь различных конструкций краткое прямоугольные образцы колонного типа: штурвал, колонны завернуты в два или четыре слоя текстильного связанных с эпоксидной смолой, их коллеги завернуты в два или четыре слоя текстильного связанных с раствором типа II , и еще две колонны с двумя или четырьмя слоями несвязанных текстиль (то есть, не пропитанные смолой или раствора) на якоре в колонке концы поперечных использованием упаковки (как на рис. 2 (с)). Обозначение колонок в серии С C_XN, где, как и выше, N это количество слоев и X обозначает тип куртки (C без оболочки для, для R на основе синтетических смол куртки, MII для раствора II куртки и пиджаки из несвязанных полос с конца якорной стоянки). Все типы образцов приведены в первой колонке таблицы 1.
Три экземпляра в случае цилиндров (серии А и B) и два образца для случая прямоугольной краткое колонн (серия C), были рассмотрены достаточно для разумной повторяемости. В результате, в общей сложности 44 испытаний были выполнены.
Литье из образцов было сделано с бетона в жестких стальных формах. Каждая серия была сделана из бетона из той же партии. Цемент: песок: гравий пропорций в бетонные смеси были примерно 1:2:3 по весу и водоцементное отношение (в / к) колебалась от 0,62 до 0,68 (но постоянным для каждой серии). Все образцы были покрытые специальной наливных высокопрочных раствора. Для получения образцов оболочки, коммерческих ткань с одинаковым количеством подъемников высокопрочных углерода в двух ортогональных направлениях была использована (рис. 3 (а)). Волокна ровинг в каждом направлении, были просто размещены одна над другой и связаны через вторичный полипропилен сетки (см. рис. 3 (б) для углерода особым поручениям архитектуры). Каждый слой был особым поручениям 4 мм и четкое расстояние между ровинг было 6 мм. Вес углеродных волокон в текстильной 168 г / м ^ 2 ^ SUP, а номинальная толщина каждого слоя (на основе эквивалентных смазывается распределение волокон) было 0,047 мм. Гарантированный предел прочности углеродных волокон (а также в текстильной, когда номинальная толщина используется) в каждом направлении был сделан из листов данных производителя равна 3350 МПа.
Модуль упругости углеродных волокон 225 ГПа. Для получения образцов склеивания, коммерческие структурных клей (из двух частей эпоксидной смолы с смешивания 4:1 по весу) был использован с пределом прочности на растяжение 30 МПа, модуль упругости 3,8 ГПа (вылечить 7 дней при температуре 23 ° C). Клей был пирог с вязкостью, что полное смачивание волокон в текстильной стало возможным с помощью пластиковых роликах ..
Для получения образцов раствора я в качестве связующего материала, коммерческих недорогих сухих неорганических связующих (подходит для штукатурных) был использован. Это связующее вещество, содержащиеся тонкой цемента и низкой доли полимеров. Растворы II был произведен с использованием другой коммерческой неорганического связующего сухой, состоящий из цемента и полимеров на 10:1 по весу. Воды и связующего отношения (ч / б) в Минометы я и II были 3.4:1 и 3:1 по весу, соответственно, в результате пластичной консистенцией и хорошей работоспособности. Основное различие между раствор я и раствор II, кроме ч / б, была доля полимеров, которая была ниже в раствор I.
Применение минометов было сделано примерно в 2 мм толщиной слоя с гладким металлическим шпателем. После нанесения первого слоя раствора на поверхности (смоченной) бетонной поверхности, текстиль был применен и нажал несколько в раствор, который торчал через все отверстия между волокном жгутов. Следующий слой раствора охватывает текстильной полностью и операция повторяется, пока все текстильные слои были применены и покрыта раствором. Решающее значение в этом методе, как и в случае эпоксидных смол, является применение каждого слоя раствора в то время как предыдущий был еще в свежем виде. Типичные фотографии применения метода текстильной полосы в сочетании с раствором связующего обеспечить оболочки в прямоугольных образцов краткое колонки, используемые в настоящем исследовании показано на рис. 4.
Методика проверки
Сила Минометы я и II, используемые в данном исследовании была получена в результате изгиба и сжатия тестирования, в соответствии с EN 1015-11,24 использованием servohydraulic МТС испытательной машины. Прочность тестирование было проведено в 40 Призмы были подготовлены в стальные формы с тремя одинаковыми отсеков, чтобы три образцы для тестирования каждого типа миномета один определенного возраста. Таким образом, в общей сложности 12 призмы были подготовлены и лечение в лаборатории до испытания, в условиях, идентичных тем для пиджаков используется для удержания (за исключением первых 2 дней, где призмы были внутри формы). Призмы были подвергнуты три точки изгиба пролетом 100 мм (рис. 5 ()) с постоянной скоростью нагружения равна 5 N / с Нагрузки и перемещения траверсы ответ регистрироваться в ходе каждого теста показали линейного упругого поведения вплоть до разрушения, что было связано с развитием одной трещины в середине пролета, в результате, каждый призму раздробленной на две части.
Пик нагрузки был записан и использован для расчета прочности при изгибе. Сжатие тестирование было проведено по каждому из раздробленной части (рис. 5 (б)) с помощью двух 40 Ширина лица в связи с плиты ..
Ответ конкретных цилиндров и краткое образцов колонного типа при одноосном сжатии была получена в результате монотонно применяется загрузка по ставке 0,01 мм / сек в позиционное управление, используя 4000 кН сжатия испытательной машины. Нагрузки были измеряется от датчика нагрузки и смещения были получены с использованием внешних линейных датчиков перепада переменной (LVDTs), установленных на двух противоположных сторон, в расчетной длиной 130 мм для цилиндров и 180 мм для прямоугольных колонн, в средней части каждой образца. Из приложенной нагрузки и среднего измерения перемещения, напряженно-деформированного кривые были получены для каждого теста.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Сила неорганических минометов
Средняя прочность на изгиб и сжатие значения прочности при 7 и 28 дней для Минометы я и II приведены в таблице 2. По сравнению с Растворы я в 28 дней, раствор II дал 30% выше, предел прочности при изгибе и гораздо выше (почти в 3,5 раза) прочность на сжатие.
Серия A-цилиндрических образцов (раствор я против раствор II)
Типичные участки напряженно-деформированного записанные для баллонов с курток из текстильных и двух различных типов неорганических вяжущих (минометный я и раствор II) приведены на рис. 6, а также результаты контрольных образцах. Пик напряжения (только прочности бетона) значений функции [о] ^ ^ сс к югу и конечной деформации За одним исключением, все либо перелом в связи с обручем напряжений (рис. 7 (а), куртка с раствор II) или нарушение сцепления начал с конца круга (рис. 7 (б), куртка с раствор I). Это заметное различие в неспособности механизмов объясняется различной силы раствора. Считается, что имущество определения, какой из двух механизмов отказа будет активирован первым является сила межслоевого сдвига в текстильной минометных композитный, пропорциональное растяжение (то есть, на изгиб) прочность раствора.
Следует отметить, что сравнительно небольшая разница в изгибе сильные между двумя минометами находится в согласии с незначительно повышение эффективности куртки с раствором II по сравнению с раствором I. Термин "эффективность" количественной именуемая в дальнейшем отношения ограничиваются неограниченном прочность и конечной деформации. Если в неограниченном образцов, предельной деформации принимается равной 0,002; в ограниченном образцов, то оно определяется либо в точке, где наклон значение ..
В образцах с двумя слоями текстильного минометных куртки, выигрыш в прочности при сжатии на 36 и 57% для Минометы я и II, соответственно. Эти цифры определяется делением разницы между замкнутых и неограниченных прочность неограниченном силы, например, (20,77 - 15,24) / 15,24 = 0,36 = 36% для образцов A_MI2. Соответствующие значения в образцах с трех слоев 74 и 77%. Прибыль в конечной штаммов были значительно выше, с эффективностью факторов (определенных ранее как отношение ограничивается неограниченном предельной деформации) примерно в 5 или 6. В целом, можно заключить, что текстильная минометных куртки ограничиваясь обеспечивают существенный выигрыш в прочности на сжатие и деформируемости. Эта прибыль выше, количество ограничительных слоев увеличивается и зависит от прочности раствора.
Серия B-цилиндрических образцов (по сравнению с раствором смолы)
Типичные участки напряженно-деформированного для баллонов с курток из текстильных эпоксидные смолы (образцы B_R2, B_R3) или текстильной / миномет типа II (B_MII2, B_MII3) приведены на рис. 8, а также результаты контрольных образцов; пика напряжений [функция] ^ ^ сс к югу и конечной деформации Образцы с пропитаны смолой текстиль дал почти билинейных ответ с переходной кривой и не из-за растяжения разрушения куртки обруча направлении. В этих образцах, численность увеличилась на 53 или 92% и предельной деформации увеличился на фактор, который превысил 8 или 12, когда пиджак был сделан из двух или трех слоев, соответственно, по сравнению с контролем (без оболочки) образцов.
Как и в образцах с текстильной раствора (тип II) куртки Series A, второе один, близка к линейной, который падает, а вдруг в момент, когда пиджак перелом в связи с обручем напряжений. Точки разницей, что Куртка произошло. Это особое поведение наблюдается только в образцах с два ограничительных слоев (и в единственном экземпляре с тремя ограничительных слоев), что согласуется с аналогичными замечания по конкретным только с куртками FRP низкой stiffness.25 сравнению с контрольными образцами, в тех двух- слоистых текстильной минометных куртки, численность увеличилась на 25% и предельной деформации на коэффициент 4,9.
В образцах с трехслойным текстильной раствор куртки, улучшения механических свойств, даже лучше: численность увеличилась на 49% и предельной деформации увеличился на коэффициент 5,4. Следует отметить, что эти цифры ниже, чем те, которые учитываются, когда же куртки (два или три слоя раствора II) были использованы образцы серии, где бетон нижних силы, подтверждающие, что эффективность текстильной минометных куртки увеличивается как неограниченный бетона уменьшается прочность; Этот вывод касается классической рубашкой FRP ..
Сравнение эффективности по сравнению с раствором смолы в текстильной куртки можно сделать путем деления эффективности раствора основе куртки, что и на основе синтетических смол куртки. Среднее значение этого соотношения, приведенные в двух последних столбцах таблицы 1, составляет примерно 0,8 и 0,5 для прочности и предельной деформации, соответственно, и, похоже, лишь незначительно уменьшить как количество ограничительных слоев увеличивается с двух до трех (с 0,82 до 0,77 на прочность и от 0,59 до 0,42 за деформации). Повышение эффективности по сравнению с FRP TRM куртки объясняется повышенной прочности и деформируемости матрице смолы по сравнению с раствором, это позволяет лучше перераспределения напряжений в слоях и, следовательно, более высокую прочность и деформативность композита.
Еще одно интересное наблюдение, что, вопреки FRP куртки, текстильно-раствор куртки не можем не круто. Это объясняется тем, что перелом в направлении инициирует обруч из ограниченного числа расслоений (когда напряжение достигает своего потенциала растяжение), а затем распространяется довольно медленно, в соседнем расслоения, в результате чего механизм разрушения, которые могут быть охарактеризованы как более "вязкий" (по сравнению с рубашкой FRP). Этот факт также отражен в
В целом, можно заключить, что текстильная минометных ограничиваясь куртки: 1) обеспечивает существенный выигрыш в прочности на сжатие и деформируемость, и 2) характеризуются снижению эффективности, по сравнению с куртки FRP. Снижения их весьма мала с точки зрения прочности и более примечательно, с точки зрения конечной деформации.
Серия C-прямоугольные колонны (по сравнению с раствором смолы по сравнению с конца якорной стоянки)
Все напряженно-деформированного участка для коротких образцов колонного типа приведены на рис. 9 (а), (б) и (с) для образцов, только с двумя или четырьмя слоями текстильного пропитанные смолой (C_R2 и C_R4), текстильная пропитанных раствором (C_MII2 и C_MII4), а также текстильные ленты с конца якорной стоянки (C_A2 и C_A4), соответственно. Ради удобства сравнения, каждая цифра также предоставляет Пик напряжения, конечной деформации (как определено в точке, где наклон
Колонны с пропитаны смолой куртки текстильной выставке почти билинейных ответ (рис. 9 (а)), пока растяжение разрушения куртки произошло в углах (рис. 10 (а)). Численность увеличилась на 29 или 47% и предельной деформации увеличился на фактор, который превысил 6 или 10, когда пиджак был сделан из двух или четырех слоев, соответственно (по сравнению с контрольными образцами).
Поведение колонны ограничивается раствором пропитанных куртки был очень похож (рис. 10 (б)). Численность увеличилась на 40 или 51% и предельной деформации увеличились чуть меньше, чем 6 или 9, когда пиджак был сделан из двух или четырех слоев, соответственно. Образцы с четыре ограничительных слоев удалось таким образом, очень похожие на те, с пропитаны смолой текстильные куртки (рис. 10 (б)), а в тех, с двумя слоями неудачи было постепенным, начиная от нескольких пучков волокон и медленно распространяющейся соседних волокон (рис. 10 (с)), в результате чего, Эта разница в поведении может быть связано с тем, что напряжения в толстой куртке лучше перераспределяется через матрицу, так что большая часть волокон подчеркнул тяжело до разрушения, следовательно, разрушения включает большую часть куртки в четыре слоя куртки по сравнению с двухслойной из них и будет работать более хрупким ..
Что касается относительной эффективности, минометов пропитанных текстильной куртки были найдены в равной степени хороши, как их пропитаны смолой коллегами (на самом деле они выше от 3 до 9%, что можно отнести к статистической погрешности) в силу условия и незначительно уступает (по от 5 до 13%) в условиях конечной деформации. Как говорилось ранее, это было не так в цилиндрических образцов (серия B), где FRP оболочки была более эффективной по сравнению с раствором основе оболочки. Это различие может быть связано с тем, что: 1) как FRP и минометов основе куртки переоценить в углах прямоугольных колонн из-за концентрации напряжений, которые приводят к разрушению волокна при напряжениях, значительно ниже тех, которые соответствуют одноосное растяжение отягчения композитов (FRP или TRM) и 2) эффективность куртку заключения в прямоугольного поперечного сечения, достаточно низка, что делает роль куртку материала менее важную роль в развитии удерживающего напряжения.
Удивительно, спирально только столбцы с несвязанных полосы закреплены на концах только вел себя почти так же хорошо, как те только с полностью связан минометов пропитанные или пропитаны смолой куртки, особенно в случае четырех слоев (рис. 9 (с)). Численность увеличилась на 39 или 45% и предельной деформации увеличились чуть меньше, чем 4 или 9, когда пиджак был сделан из двух или четырех слоев, соответственно. Невыполнение этих образцов развитых от креплений и характеризуется постепенным разрушения расслоения, как в случае с колоннами, с полностью связан раствор пропитанных куртки текстиля. Что касается относительной эффективности, спирально применяется несвязанных с конца полосы крепления были признаны одинаково хорошо их пропитаны смолой коллегами в силу условия и уступает на 36 до 13% (в зависимости от количества слоев) в условиях конечной деформации. Когда эффективности несвязанных кожух по сравнению с раствором пропитанных оболочки, результаты практически идентичны и в случае из четырех слоев и немного уступает в плане конечной деформации в случае двух слоев ..
В целом, можно заключить, что раствор пропитанных куртки текстильной являются достаточно эффективными в ограничении колонн прямоугольного поперечного сечения на прочность и деформируемость осевой. Когда эффективность по сравнению с эпоксидной связями куртки, оказывается, почти равные по силе сроки и несколько уступает в условиях конечной деформации. Этот вывод касается и в случае применяются спирально несвязанных с конца полосы крепления, за исключением случаев, количество слоев достаточно низкая, что может отрицательно сказаться на деформируемость.
Простая модель В МЕСТАХ ЛИШЕНИЯ СВОБОДЫ
Типичный подход к моделированию заключения является предположение, что только [силовой функции] ^ ^ сс к югу и предельной деформации
... (1)
... (2)
к югу, где А ^ 1 ^ ^ к югу 2 ^ т, п эмпирические константы. Снижение эффективности предоставляемых куртки, помимо пропитаны смолой из них (текстильная усилить раствор куртки или несвязанных полос на якоре на концах, используемый в данном исследовании), могут быть учтены путем расщепления к югу ^ 1 ^ и К ^ 2 ^ к югу в два условия, как следует
К югу ^ 1 = ^
К югу ^ 2 = ^
к югу, где к ^ 1, R ^ и К ^ к югу 2, R ^ являются значения А ^ 1 ^ к югу и к югу К ^ ^ 2, соответственно, если куртки сделаны с пропитаны смолой волокна, коэффициенты, которые зависят от конкретной системы оболочки (например, могут быть получены экспериментально.
Удерживающего напряжения В среднем для
... (5)
где E ^ югу J ^ ^ и , для непрерывного куртки с волокнами в направлении, перпендикулярном к члену оси, определяется как отношение эффективного замкнутом пространстве (к югу ^ е ^ на рис. 11 (г)) в общей площади поперечного сечения ^ ^ г к югу как follows1
... (6)
Таким образом, ограничивая напряжение на провал (5) с E ^ югу J ^ ^
... (7)
Применение модели
В литературе по точной форме конкретных моделей заключении бетона vast.25-27 Некоторые из этих моделей, особенно старые, основаны на предположении, что отношения между замкнутыми прочности и предельной деформации и их коллегами неограниченном является линейной, что т. е. т и п и равен 1. В других моделях, особенно в некоторых из самых последних, т и п принимаются меньше, но все же близка к 1. В то время как главное преимущество первого подхода является простота, недостатком является то, что линейные соотношения между [функция] ^ югу см ^- как правило, overpredict как только сила и ограничивается предельной деформации высокой удерживающего напряжения. Поскольку наша цель в данной работе, чтобы не остановиться на заключение конкретных моделей, а чтобы продемонстрировать процедуру, описанную в предыдущем разделе, в отношении использования коэффициентов эффективности мы также делаем, для простоты, предположение о линейности.
Применение формулы. (1), (2), и (7) к данным, полученным для прямоугольных образцов (серия C), а также баллоны в Серии B (серии A, не допускается, так как раствор основе куртки не может сравниться со своими коллегами из смолы) приводит к участки [функция] ^ ^ к югу вв / [функция] ^ югу со ^ и 12 (а) и (б), соответственно. Наилучших линейных уравнений подходят к этим доходность к югу данных ^ 1, R = 2,79 (R ^ SUP 2 = 0,95), = 0,84 (R ^ SUP 2 = 0,84), к югу ^ 2, R = 0,082 (R ^ SUP 2 = 0,99), к югу = 0,82 (R ^ SUP 2 = 0,98), который может быть использован совместно с удержанием модели. Указанные значения заявить, что в соответствии с упрощенной модели, представленной ранее, эффективность TRM куртки составляет примерно 70% в пересчете на прочность и с 55 до 60% в натуральном выражении предельной деформации, а соответствующие значения для несвязанных куртки закреплены на концах примерно 85 % на прочность и 80% для конечных деформаций.
Конечно, эти значения следует рассматривать как ориентировочные, так как проверка данных, используемых для калибровки относительно ограниченный характер. Тем не менее, метод, представленный для получения этих коэффициентов эффективности носит довольно общий характер ..
ВЫВОДЫ
На основании ответа замкнутых цилиндров, можно сделать вывод, что: 1) текстильная минометных куртки ограничиваясь обеспечивают существенный выигрыш в прочности на сжатие и деформируемости. Эта прибыль выше, количество ограничительных слоев увеличивается и зависит от прочности раствора, который определяет, будет ли провал куртка будет происходить за счет разрушения клетчатки или нарушение сцепления, 2) по сравнению с их пропитаны смолой коллегами, минометов пропитанных текстиль может привести к снижению эффективности, в том порядке, около 80% силы и 50% для конечных деформаций, для конкретных раствора использовали в этом исследовании. Считается, что эти цифры в значительной степени зависят от вида раствора и может быть увеличена с соответствующим изменением вяжущих веществ составляющей, задача не рассматривается в данном исследовании, и 3) отказ раствора пропитанных куртки текстильной менее резким по сравнению с их пропитаны смолой коллегами, в связи с медленно прогрессирующей разрушения отдельных пучков волокон.
В ответ прямоугольных колонн, можно сделать вывод, что миномет пропитанных куртки текстильной являются достаточно эффективными в ограничении колонн прямоугольного поперечного сечения на прочность и деформируемость осевой. По сравнению с их основе эпоксидной смолы коллегами, минометов пропитанных куртки текстильной дал примерно такой же эффективности в силу условия и несколько уступает один в условиях конечной деформации. Этот вывод касается и в случае применяются спирально несвязанных с конца полосы крепления, за исключением случаев, количество слоев достаточно низкая, что может отрицательно сказаться на деформируемость. Эта концепция применяется спирально несвязанных оболочки представляется весьма интересной и, безусловно, заслуживает дальнейшего изучения.
Моделирование конкретных только с куртками, помимо пропитаны смолой из них становится достаточно простой процедурой путем введения экспериментальным путем коэффициенты эффективности куртку, концепция, разработанная в данном исследовании для сравнения удерживающего действия раствора основе куртки или спирально-прикладного несвязанных куртки их на основе синтетических смол коллегами.
Из полученных результатов в этом исследовании, авторы считают, что TRM оболочки является весьма перспективным решением для удержания из монолитного железобетона. Естественно, дальнейшие исследования необходимы (его часть уже идет) к оптимизации свойств раствора и понимания различных других аспектов, в том числе долгосрочные показатели, реакция при циклическом нагружении, а также взаимодействия куртки стальной арматуры.
Авторы
Авторы выражают благодарность J. Boretos, С. Magkli, С. Tambitsika за их помощь в экспериментальной программе. Работа, о которой в данном документе была профинансирована греческий Генеральный секретариат по вопросам исследований и технологий, в рамках проекта Aristion, в рамках программы "Встроенный окружающей среды и рационального сейсмического риска".
Нотация
^ Е ^ к югу = эффективно замкнутом пространстве
^ К югу г = общая площадь разделе
Ъ = поперечного разреза
E ^ югу J = модуль упругости пиджак в поперечном направлении
[Функция] ^ югу сс = прочность на сжатие только конкретные
[Функция] ^ югу см, R = прочность на сжатие конкретных ограничивается смолой основе композитов
[Функция] ^ югу сотрудничества = прочность на сжатие неограниченном конкретных
[Функция] ^ югу е = фактическая численность куртки в поперечном направлении
Н = крест высотой разделе
А ^ ^ 1 к югу, к югу ^ 2 = эмпирические константы
К югу ^ 1, R ^, А ^ к югу 2, R = эмпирические константы пропитаны смолой куртки
К югу ^ е ^ = удержания коэффициента эффективности
м = эмпирическая константа
п = эмпирическая константа
г, к югу с = радиус в углах прямоугольного сечения
т ^ к югу J ^ = толщина пиджак
Ссылки
1. выдумка, "Внешне Таможенный FRP Арматура RC структуры" Бюллетень врать 14, Технический отчет, подготовленный Рабочей группой EBR Целевой группы 9,3, Международная федерация Железобетона июля 2001 года.
2. Дэн, JG; Chen, JF; Смит, ST, и Лам, Л., FRP Укрепление RC структуры, John Wiley
3. Daniel, СО и Шах, SP, шлифовой армированного волокном бетона и Ferrocement, SP-124, СО Даниэль С. П. Шах, ред. Американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1990, 441 с.
4. Курц, S., и Balaguru П., "Сравнение неорганических и органических матриц по усилению RC пучков с углеродными бюллетени," Журнал структурной инженерии, ASCE, В. 127, № 1, 2001, с. 35-42 .
5. Гарон, R.; Balaguru, PN и Toutanji, H., "Performance неорганических композитов полимер-волокно для укрепления и восстановления бетонных балок", FRPRCS-5 армированных волокном пластмасс для железобетонных конструкций, CJ Бэргойн, под ред. Томас Телфорд, Лондон, 2001, т. 1, с. 53-62.
6. Toutanji, H.; Денг, Ю. и Цзя, М., "Усталость Выполнение RC Балки укрепляясь CF Листы Таможенный по неорганической Матрица", FRPRCS-6 армированного волокном полимерные Арматура железобетонных конструкций, KH Tan, под ред. Всемирной Научно-издательский Ко, 2003, т. 2, с. 875-884.
7. Wiberg А., укрепление бетонных балок Цементные Использование углеродного волокна композиты, докторская диссертация, Королевский технологический институт, Стокгольм, 2003, 137 с.
8. Ву, HC, и Дэн, J., "Бетон замкнутых с волокном на цементной основе тонкого листового композиты", FRPRCS-6 армированного волокном полимерные Арматура железобетонных конструкций, KH Tan, под ред. World Scientific Publishing Ко, 2003, В. 1, с. 591-600.
9. Гардинер, T., и Керри, B., "Поведение при изгибе композитных листов цементного ткань полипропиленовая сетка," Международный журнал Цемент композиты и легкого бетона, т. 5, 1983, с. 193-197.
10. Нееман, АЕ Шах, СП, и трон, JL, "некоторые события из полипропиленовых волокон для бетона", армированного волокном ConcreteInternational симпозиум, SP-81, GC Хофф, под ред. Американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1984, с. 375-396.
11. Бишофф, T.; Wulfhorst, B.; Franzke, G.; Офферманн, P.; Бартл, А.-М.; Фукс, H.; Хемпель, R.; Curbach, M.; Pachow, У. и Уэйзер У., "Текстиль железобетонных фасадные элементы-исследование по оптимизации композитного бетона технологии", 43 Международный симпозиум SAMPE, 1998, с. 1790-1802.
12. Curbach М., Джесси, F., "Высокопроизводительные Текстиль-железобетона," Проектирование зданий и сооружений International, IABSE, Т. 4, 1999, с. 289-291.
13. Сато, Ю.; Фудзии, S.; Сэто, Ю. и Фуджи, T., "Структурные поведение составных железобетонных членов Блины постоянным FiberMesh Железобетонная раствор постоянных форм", FRPRCS-4 армированного волокном полимерные Арматура железобетонных конструкций , SP-188, CW Долан, SH Rizkalla, А. Нанни, ред. американские бетона институт, Фармингтон-Хиллз, штат Мичиган, 1999, с. 113-124.
14. Brameshuber, W.; Брокман, J., и Роесслер Г. "Текстиль для железобетонных элементов опалубки-исследования структурных поведения", FRPRCS-5 армированных волокном пластмасс для железобетонных конструкций, CJ Бэргойн, под ред. Томас Телфорд, Лондон, 2001, т. 2, с. 1019-1026.
15. Молтер, M.; Littwin, R.; и Hegger, J., "Крекинг и отказов текстильной железобетона", FRPRCS-5 армированных волокном пластмасс для железобетонных конструкций, CJ Бэргойн, под ред. Томас Телфорд, Лондон, 2001 , т. 2, с. 1009-1018.
16. Му, B., и Майер, К. "Поведение при изгибе волоконно-Mesh железобетона со стеклом Совокупные", ACI материалы Journal, В. 99, № 5, сентябрь-октябрь 2002, с. 425-434.
17. Накаи, H.; Терада, N.; Хонма, A.; и Nishikawa, К., "Совершенствование эффективности железобетонных конструкций с помощью волоконно-Санди Mesh", 1 выдумка Конгресса, Осака, Япония, сессия 8, 2002, с. 325-332.
18. Нееман, AE, "Прогресс в Ferrocement текстильной и гибридные композиты," 2nd коллоквиум по текстилю железобетонных конструкций, М. Curbach, под ред. Дрезден, 2003, с. 325-346.
19. Пелед А., Bentur, A., "Количественное описание Выдвижной Поведение гофрированные Нити из цементной матрицы," Журнал материалы в области строительства, ASCE, V. 15, № 6, 2003, с. 537 -544.
20. Reinhardt, HW; Крюгер, M.; и Гросс, CU, "Бетон предварительно напряженного с текстильной ткани", журнал перспективных Дорожное строительство, том 1, № 3, 2003, с. 231-239.
21. Curbach М., Ortlepp Р., Besonderheiten де Verbundverhaltens фон Verstaerkungsschichten австралийских textilbewehrtem, "2nd коллоквиум по текстилю железобетонных конструкций, М. Curbach, под ред. Дрезден, 2003, с. 361-374. (На немецком)
22. Strukturen Curbach М., Брюкнер, A., "Текстильная цур Querkraftverstaerkung фон Stahlbetonbauteilen," 2nd коллоквиум по текстилю железобетонных конструкций, М. Curbach, под ред. Дрезден, 2003, с. 347-360. (На немецком)
23. Triantafillou, TC, и Папаниколау, CG, "сдвиг Усиление железобетонных членов с текстильной усиленная раствор (TRM) Куртки," RILEM материалов и конструкций. (В печати)
24. EN 1015-11, "Методы испытаний для раствора для кладки-Часть 11: Определение изгиб и прочность на сжатие затвердевших растворов", Европейский комитет по стандартизации, Брюссель, 1993, 12 с.
25. Matthys, S., "Структурные поведения и дизайн Бетон членов укрепляясь Внешне Таможенный FRP усиление", докторской диссертации, Гентский университет, факультет прикладных наук, 2000, 345 с.
26. Де Lorenzis Л., и Tepfers Р., "Сравнительный анализ моделей на удержание бетонных цилиндров с армированной волокном полимерные композиты," Журнал композиты для строительства, V. 7, № 3, 2003, с. 219 - 237.
27. Териолт, M.; Нил, кВт, и Клод С., армированных волокном Полимер-замкнутых циркуляр железобетонные колонны: Исследование Размер и Стройность воздействию, "Журнал композиты для строительства, V. 8, № 4, 2004, с. 323-331.
28. Лам, L., и Дэн, JG, "Сила Модели для волоконно-армированных пластиков-замкнутых Бетон" Журнал композиты для строительства, V. 8, № 4, 2004, с. 323-331.
Входящие в состав МСА C. Thanasis Triantafillou профессор гражданского строительства и директор лаборатории конструкционных материалов в Университете Патры, Патры, Греция. Он получил диплом инженера-строителя из Университета г. Патры в 1985 году и степень магистра и докторскую степень в Массачусетском технологическом институте в 1987 и 1989, соответственно. Его исследовательские интересы включают применение современных полимерных или на цементной основе композиционных материалов в сочетании с бетоном, кирпичом и лесом, с акцентом на укрепление и сейсмических модернизации.
Екатерины Г. Папаниколау является преподаватель кафедры строительства в Университете Патры. Она получила диплом и докторскую степень в Университете Патры в 1996 и 2002, соответственно. Ее исследовательские интересы включают высокопрочный бетон (с упором на текстильной усиление) и оптимизации современных систем предварительной подготовки.
Panagiotis Zissimopoulos является аспирантом кафедры гражданского инженерного университета Патры, где он получил степень магистра. Его исследовательские интересы включают текстильных армированных растворов оболочки для железобетона.
Thanasis Laourdekis является аспирантом кафедры гражданского инженерного университета Патры. Он проводит тезис о текстильных армированных растворов оболочки для железобетона.