纤维自密实混凝土性能试验研究

为了研究不同掺量的钢纤维与聚丙烯纤维对自密实混凝土工作性能和强度的影响,对掺入聚丙烯纤维、钢纤维以及两种纤维混杂的自密实混凝土进行工作性能、抗压强度、抗拉强度试验和混杂效应分析。试验结果表明:工作性能随着纤维掺量的增加而降低,且钢纤维对工作性能的影响更加明显;钢纤维对混凝土抗压强度、抗拉强度的提高大于聚丙烯纤维;两种纤维混杂时更能有效改善自密实混凝土脆性破坏特征,当钢纤维掺量为0.6%,聚丙烯纤维掺量为0.2%时,抗压强度的增幅最大,当钢纤维掺量为0.6%,聚丙烯掺量为0.15%时,抗拉强度的增幅最大;抗压强度与劈裂抗拉强度均部分呈现正混杂效应,且劈裂抗拉强度存在最优混杂效应。     

纤维自密实混凝土早期拉压强度的试验研究

通过自密实性能试验和早期拉压强度试验,研究不同体积掺量的玄武岩纤维、聚丙烯腈纤维以及玄武岩-聚丙烯腈混杂纤维对自密实混凝土的流动性、间隙通过性以及7d劈裂抗拉强度和立方体抗压强度的影响.试验结果表明,随着纤维掺量的增加,自密实混凝土的流动性和间隙通过性会逐渐降低;混杂纤维对自密实混凝土抗拉强度的提升效果较抗压强度更为显著,当玄武岩纤维和聚丙烯腈纤维的掺量分别为0.20％和0.12％时,劈裂抗拉强度的增幅最大,较素自密实混凝土提高了87.5％.     

混杂纤维锂渣混凝土力学性能研究

锂渣粉掺入混凝土中可有效提高混凝土的耐久性能,但是对其延性影响较小。在C50锂渣混凝土中掺入聚丙烯纤维和钢纤维以研究纤维对混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度的影响。聚丙烯纤维对普通混凝土抗压强度呈不利影响,但0.9kg/m3时有助于提高混杂纤维混凝土的抗压强度,此外掺量在3.6kg/m3时,抗拉强度达到峰值。钢纤维可有效提高混凝土抗压、拉强度,单掺时抗压、拉可提高47.66%、94.50%。两种纤维复掺时表现出更优的性能。另外还对纤维混凝土作用机理进行了分析。     

PP纤维自密实混凝土早期强度特性与断裂性能

为了研究聚丙烯(PP)纤维体积掺量和长细比对PP纤维自密实混凝土(PFRSCC)早期强度特性与断裂性能的影响,在自密实混凝土中掺入一定长度(6,12,19)mm和体积掺量(0.05％,0.10％,0.15％,0.20％)的PP单丝纤维配制PFRSCC,采用塌落扩展度试验、U型仪试验及平板约束试验确定PP纤维的体积掺量和长细比范围,在此基础上研究了PFRSCC早期强度和断裂韧性随纤维体积掺量及养护龄期的变化规律,并从材料的组成结构和断裂力学的角度分析了早期强度和抗裂性能的改善机理.结果表明:随着PP纤维体积掺量的增加,自密实混凝土的工作性逐步劣化,混凝土强度和抗裂性能先提高后降低;在不改变原有自密实混凝土配合比情况下,PP纤维长度宜控制在12～19 mm,最佳体积掺量为0.10％;适当提高胶凝材料和高效减少剂的用量是改善PFRSCC工作性的有效途径,纤维体积掺量可以提高到0.15％;与普通自密实混凝土相比,最优配合比下的PFRSCC早期强度和断裂韧性增长较快,28 d抗压强度、劈裂强度和弯拉强度分别提高9％,24％和21％,断裂韧性提高37.6％,限裂效能系数达到89.8％.     

混杂纤维超高强混凝土抗裂性能试验研究

采用改进的平板法进行聚丙烯、玄武岩纤维掺量对超高强混凝土抗裂性能影响的试验研究,并将掺量为6 kg·m-3的玄武岩纤维和体积掺量为1%的钢纤维分别与不同掺量的聚丙烯纤维进行混杂,研究混杂纤维超高强混凝土的抗裂性能.试验结果表明,纤维掺入超高强混凝土中能改善超高强混凝土的早龄期抗裂性能,并且混杂纤维混凝土的抗裂性能要明显优于单掺一种纤维的混凝土,体现出正混杂效应.     

聚丙烯膜裂纤维自密实混凝土力学参数及其相关关系

通过试验研究了聚丙烯(PP)膜裂纤维体积率和长度对自密实混凝土力学性能(强度、弹性模量和断裂韧性)的影响,结合扫描电镜微观结构分析、Binham流变理论以及断裂力学基本原理分析了纤维对自密实混凝土的工作性和力学性能的影响机理.当PP膜裂纤维的体积率在0.05%—0.15%之间变化,长度在12—15mm时,结果表明,PP膜裂纤维自密实混凝土抗压强度随纤维体积率增加变化不明显,弯拉强度、劈拉强度、弯拉弹性和断裂韧性随纤维体积率增加而逐步增加,抗压弹性模量随纤维体积率增加而减少;PP膜裂纤维自密实混凝土的轴心抗压强度、弯拉强度以及劈拉强度与立方体抗压强度之比分别在0.70—0.73、0.14—0.17和0.08—0.09范围内,轴心抗压强度与立方体抗压强度比值较普通自密实混凝土对比组略有降低,但弯拉强度、劈拉强度与立方体抗压强度之比分别提高17%—42%和14%—29%.当PP膜裂纤维体积率超过0.15%或长度超过15mm,PP膜裂纤维自密实混凝土的强度、弯拉弹性模量及断裂韧性随纤维体积率增加开始出现不同程度的降低.     

混杂纤维自密实混凝土的性能试验与分析

为了研究混杂纤维对自密实混凝土(SCC)工作性能及力学性能的影响,进行了4种纤维体积掺量(0%,0.05%,0.1%和0.15%)的纤维自密实混凝土(玄武岩纤维、聚丙烯纤维以及玄武岩-聚丙烯混杂纤维)的塌落度扩展度试验、J型环试验和28d抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度试验,并通过SEM图像分析纤维自密实混凝土的微观形貌。结果表明：纤维掺量的增加导致自密实混凝土流动性能下降,但仍满足自密实混凝土工作性能的要求;混杂纤维的掺量在一定范围内,对自密实混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均有不同程度的提高作用。可见获得纤维的合理掺量十分重要。     

短切玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究

玄武岩纤维混凝土(basalt fiber reinforced concrete, BFRC)是一种新型建筑复合材料,相比普通混凝土具有抗拉强度高、耐久性能好等优点。为探究玄武岩纤维掺量对混凝土基本力学性能的影响,分别对8种不同体积掺量的BFRC进行了立方体抗压和劈裂抗拉试验,基于试验结果,采用指数平滑预测模型对附加纤维掺量的混凝土强度性能进行预测。试验结果表明：随着纤维掺量的增加,混凝土抗压、劈拉强度和拉压比呈先增大后减小的趋势,存在最大值;对于立方抗压强度和劈裂抗拉强度而言,其峰值强度对应的纤维掺量有所不同,玄武岩纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度影响较为明显;通过采用指数平滑预测模型对纤维体积掺量大于0.4%的BFRC强度性能进行预测发现,混凝土的抗压、劈拉强度及拉压比继续呈现出下降趋势。可见,适量掺入纤维提升了混凝土的强度性能,过多掺入纤维对混凝土的力学性能造成不利影响。     

混杂纤维对活性粉末高温后力学性能的影响

研究了聚丙烯纤维体积掺量为0.3%时,不同钢纤维掺量对活性粉末混凝土高温后轴心抗拉强度、抗压强度、抗折强度、拉压比、折压比的影响及其随温度的变化规律。结果表明：聚丙烯纤维能够有效抑制爆裂、改善活性粉末高温后的性能;混掺聚丙烯纤维和钢纤维能够提高高温后混杂纤维活性粉末混凝土力学性能,500℃之前损伤率较小,500℃之后损伤率较大;混掺2%钢纤维的混杂纤维活性粉末混凝土高温后的拉压比、折压比提高较多,混杂纤维可以优势互补。     

聚丙烯腈纤维混凝土的抗压与抗折性能试验研究

通过室内试验研究了在纤维长度和掺量不同的情况下,聚丙烯腈纤维对混凝土抗压性能和抗折性能的影响规律．试验结果表明,聚丙烯腈纤维的掺入可显著提高混凝土的抗压强度与抗折强度;在掺量不大于0．9kg／m3的情况下,随着纤维掺量的增加,混凝土的抗压性能不断提高;在纤维掺量一定时,存在一个最佳纤维长度值,可最大程度地提高混凝土的抗压强度与抗折强度．     

哑铃型钢纤维粉煤灰混凝土的弯曲疲劳特性

混凝土的弯曲疲劳性能是钢纤维混凝土的主要力学性能.用4点加载方法重点研究了全掺钢纤维混凝土梁和底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能.研究证明:底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳强度比素混凝土提高15.7％;当应力水平为0.90时,全掺钢纤维(体积分数为1.0％)混凝土梁弯曲疲劳寿命是素混凝土22.47倍,底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳寿命是素混凝土的29.O1倍.即底层撒布较长钢纤维的聚丙烯腈纤维混凝土梁的弯曲疲劳性能比单独撒布一层钢纤维或单独采用聚丙烯腈纤维来增强混凝土效果更加显著.对于道路及机场跑道采用这一结构形式比较理想.表7,参9.     

纤维水泥基复合材料弹性模量的试验测量方法

弹性模量是衡量混凝土材料性能的重要参数之一,其大小反映了抵抗弹性形变能力的强弱.对钢纤维增强混凝土和掺聚丙烯腈纤维的橡胶砂浆的弹性模量及抗压强度进行试验.试验结果表明,超短钢纤维混凝土的抗压强度和后期弹性模量较短钢纤维混凝土有明显提升,掺有聚丙烯腈纤维的橡胶砂浆的弹性模量降低明显,改善了橡胶砂浆的韧性和变形能力.     

钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道抗裂性能研究

钢纤维自应力混凝土是一种具有很高抗拉强度的新型结构材料，将其应用到水电站钢衬钢筋混凝土压力管道中，可以明显地改善管道的抗裂能力．通过一系列大比尺管道试验，对比了钢衬钢筋混凝土压力管道、钢衬钢纤维混凝土压力管道，钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道抗裂性能．试验结果表明。钢纤维自应力混凝土能够明显地提高压力管道的抗裂承载力．依据试验结果并结合理论推导，给出了钢衬钢纤维自应力混凝土压力管道开裂荷载的计算公式．     

钢纤维和仿钢纤维喷射混凝土性能

为了探讨在喷射混凝土中仿钢纤维替代钢纤维的可行性,研究了钢纤维和仿钢纤维喷射混凝土的力学性能和耐久性能,特别是对其抗碳化以及抗氯离子侵蚀耐久性进行了比较.研究结果表明,在适量的掺量条件下,钢纤维喷射混凝土的力学性能较仿钢纤维要好,但从长期耐久性来看,在碳化和氯离子腐蚀环境中钢纤维喷射混凝土将有一个失效的过程,而仿钢纤维喷射混凝土可长期有效.因此,在腐蚀环境条件下,当力学性能满足设计要求时,仿钢纤维完全可以替代钢纤维,且提高了耐久性能.     

利用水平外力总功研究PVA纤维增强水泥基复合材料韧性

为了研究对比PVA纤维、玻璃纤维、钢纤维水泥基复合材料和高强(钢纤维)混凝土的韧性,采用楔入劈拉法利用荷载与裂缝张口位移曲线(P-WCMOD)下包围的面积值并考虑夹具影响后水平外力做的总功作为评价指标进行对比.实验结果表明:水泥基体发生脆性断裂,从加载到试件破坏P-WCMOD曲线一直呈线性;高强(钢纤维)混凝土和钢纤维、玻璃纤维水泥基复合材料发生半脆性断裂,P-WCMOD曲线在峰值荷载附近有较小的非线性区;而在PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)中观察到韧性断裂,在P-WCMOD曲线中出现明显的假应变硬化现象;脆性和半脆性材料的试件从起裂到破坏,预制缝端部仅出现一条裂缝,且最终沿这条裂缝贯通,对于PVA-FRCCs,预制缝端出现多条细小裂缝,并最终沿着主裂缝贯通.比较几种材料的水平外力总功值可知,PVA-FRCCs韧性最好,钢纤维混凝土次之,钢纤维水泥基复合材料稍差,玻璃纤维水泥基复合材料最差.     

FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土梁受弯性能

根据FRP筋和钢筋的本构模型,提出了FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土梁2种名义配筋率和3种破坏模式的概念,并给出了3种破坏模式的判别条件.利用正截面受弯承载力计算基本假定和截面受力平衡条件,推导了FRP筋和钢筋混合配筋增强混凝土适筋梁正截面受弯承载力建议计算公式.设计制作了5根不同FRP筋和钢筋配筋面积比的混合配筋混凝土梁进行静力抗弯试验,并结合相关试验数据分析表明,适筋梁正截面受弯承载力建议公式计算值与试验实测值吻合较好,可供工程设计参考;建议在对承载能力要求较高而挠度控制较低的情况下使用混合配筋混凝土梁以充分利用材料的强度;合理控制混合配筋梁的配筋率及FRP筋和钢筋的配筋面积比,其延性性能满足设计要求.     

钢纤维混凝土的超声测强试验

对240组钢纤维混凝土试件进行了超声波检测，研究其抗压强度并对试验结果进行回归分析，建立钢纤维混凝土检测的超声波波速与抗压强度之间的超声波测强曲线．结果表明，利用该曲线测定超声声速可推定钢纤维混凝土的强度．超声波检测方法用于钢纤维混凝土无损检测是可行和适用的．     

钢筋钢纤维混凝土梁的界限钢纤维混凝土层厚

在探讨钢筋钢纤维混凝土梁和钢筋钢纤维增强部分混凝土梁正截面承载力计算方法的基础上 ,研究能够达到钢筋全截面钢纤维混凝土梁增强效果的界限钢纤维混凝土层厚 ,并给出界限钢纤维混凝土层厚的迭代计算方法。     

钢纤维对钢筋混凝土梁受弯承载能力的影响

以单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力计算为例,介绍了钢纤维混凝土受弯构件的截面设计方法;通过与普通混凝土构件进行比较,证明混凝土中掺加钢纤维,可显著提高钢筋钢纤维混凝土梁的正截面承载力.     

湿喷钢纤维混凝土钢纤维方向效能系数研究

在普通钢纤维混凝土平面、空间乱向分布钢纤维的方向效能系数的理论基础上 ,根据喷射钢纤维混凝土的特点 ,分析了喷射钢纤维混凝土中钢纤维的方向效能系数