钢筋聚丙烯纤维混凝土简支梁的受弯试验

通过对普通混凝土梁和聚丙烯纤维混凝土梁的试验,研究了低掺量下(0.9 kg/m3)聚丙烯纤维对钢筋混凝土梁受弯性能的影响. 结果表明,聚丙烯纤维的掺入,能提高受弯构件的初裂荷载,在一定的荷载范围内,能起到减小裂缝宽度的作用,对受弯构件的刚度影响很小.     

撒布式混杂钢纤维再生混凝土梁抗裂性能

为了降低工程造价与施工难度,改变整体式钢纤维再生混凝土中钢纤维的掺入方式,同时选用最优钢纤维混杂比例,采用撒布式混杂钢纤维结构形式,分析了钢纤维掺量和纵筋配筋率对再生混凝土梁抗裂性能的作用规律。结果表明：撒布式混杂钢纤维再生混凝土梁的加载经历与基准组再生混凝土梁基本类似,都出现了弹性、开裂、屈服、破坏4个特征。随着混杂钢纤维掺量的增加,开裂荷载提高了33.3%～66.7%,裂缝数量增加了2～3条,裂缝宽度、平均裂缝间距与纵筋应变均有不同程度的减小,梁的抗裂能力逐渐增强。随着配筋率的增长,开裂荷载略有增大,极限荷载提高显著,梁破坏时的裂缝逐渐变宽,裂缝数量与纵筋应变减少,平均裂缝间距先小幅减少后增加。     

多尺寸聚丙烯纤维混凝土抗弯韧性试验研究

为研究多尺寸聚丙烯纤维混凝土的抗弯韧性,采用四点弯曲试验对30个长×宽×高为400 mm×100 mm×100 mm的聚丙烯纤维混凝土试件进行研究,得到纤维混凝土梁的荷载-挠度曲线。基于美国ASTM-C1399-98方法,研究不同尺寸聚丙烯纤维及其混杂纤维对混凝土抗弯韧性的影响。研究结果表明:在相同掺量条件下,直径越小、长度越短的聚丙烯细纤维对混凝土裂前抗弯韧性改善效果越好;聚丙烯粗纤维和多尺寸聚丙烯纤维对混凝土裂后抗弯韧性有较大改善,并且在裂后出现低应力应变硬化现象;在相同掺量条件下,多尺寸聚丙烯纤维对混凝土的抗弯韧性改善效果最好;相对于素混凝土剩余强度,单掺聚丙烯细纤维混凝土剩余强度提高1.53~2.53倍,单掺聚丙烯粗纤维混凝土提高5.58~8.88倍,多尺寸聚丙烯纤维混凝土提高7.76~10.82倍。     

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.     

配筋混凝土轴向拉伸试验条件下的应力-应变关系研究

混凝土应力-应变关系是混凝土构件承载力、变形分析及裂缝研究的重要参数.本文设计制作了配筋混凝土试件开展配筋混凝土试件轴向拉伸试验,通过分离钢筋与混凝土分别承受的荷载,获得不同配筋率下的混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线,分段拟合得到对应的应力-应变曲线方程,并探讨了配筋率对混凝土轴向拉伸应力-应变关系曲线的影响规律.     

不同配筋形式矩形截面钢筋混凝土梁的弯曲性能及损伤机制的试验研究

采用四种不同配筋率和两种不同配筋形式,进行了8根钢筋混凝土梁的四点弯曲试验,探究了不同配筋率和配筋形式下钢筋混凝土梁的弯曲性能及损伤机制.试验结果表明,钢筋与混凝土粘结面积更大的配筋形式可以增加试验梁的平均裂缝密度,降低裂缝宽度,让裂缝发展导致的刚度衰减更为均匀.相同配筋率条件下粘结面积更大的配筋形式可以大幅减小试验梁破坏时的跨中挠度,但对于较高配筋率的试验梁,过高的粘结应力可能产生脆性的斜截面破坏.随着配筋率的增长,梁抗弯极限荷载明显提高,剪跨区的斜裂缝发展逐渐占据主导.     

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.     

聚丙烯纤维对粉煤灰混凝土耐久性的影响

采用平板状试件和快速氯离子迁移试验研究了聚丙烯纤维对粉煤灰混凝土早期抗裂性及抗渗性的影响.试验结果表明,随着粉煤灰的掺量增加,混凝土裂缝的最大宽度和裂缝的最大长度均降低,混凝土表面裂缝的面积变小;聚丙烯纤维掺入粉煤灰混凝土后,可以分担部分应力,细化裂缝,减少开裂总面积,有效的改善混凝土的抗裂性.同时聚丙烯纤维降低了氯离子渗透系数,提高粉煤灰混凝土的抗渗性能,混凝土的耐久性增加.     

聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗压强度试验研究

为了研究聚丙烯短纤维长度和掺量以及陶粒的掺量对混凝土砌块抗压强度的影响,制备了不同材料的57个立方体试件进行抗压强度试验,实验数据及试件破坏形态表明,聚丙烯纤维轻骨料混凝土能有效提高混凝土的抗压、抗裂强度,控制裂缝的发展。     

保护层厚度及配筋参数对混凝土裂缝宽度的影响研究

混凝土保护层厚度和配筋参数是影响钢筋混凝土构件裂缝宽度的两个主要因素.本文通过设计配筋混凝土单轴拉伸试验,探究配筋混凝土的开裂过程,重点研究保护层厚度和配筋参数对配筋混凝土试件的裂缝宽度、裂缝间距的影响.试验结果分析表明,裂缝宽度随着钢筋应力的增大而增大;保护层厚度、配筋参数均为平均裂缝间距和平均裂缝宽度的主要影响因素;总结裂缝宽度随钢筋应力、保护层厚度以及配筋参数d/ρ的变化规律,为钢筋混凝土构件在实际工程中的裂缝控制提供依据.     

纤维增强混凝土局部抗压性能试验

基于斜向预应力混凝土道面锚固区应力复杂、混凝土抗裂性能差的特点,开展了纤维混凝土试件局部抗压性能试验,得到了纤维混凝土试件在局部荷载作用下的典型破坏模式,分析了支撑状态、纤维掺量对开裂强度和极限抗压强度的影响,揭示了纤维混凝土在局部受压条件下的破坏机理,并基于拉-压杆模型得到了带孔纤维增强混凝土局部受压承载力提高系数.结果表明试件支撑状态和纤维掺量均显著影响局部抗压承载力和破坏模式;对于相同的支撑状态,随着纤维掺量的增大,试件局部抗压能力逐渐增大;对于相同的纤维掺量,底部完全支撑时试件局部抗压承载力显著高于底部部分支撑状态下的承载力;局部受压面积比、预留孔道尺寸显著影响纤维混凝土试件的局部承载力提高系数.     

冲击荷载作用下钢纤维混凝土配筋梁性能试验

为探讨冲击荷载作用下掺有端钩型钢纤维的配筋混凝土梁的抗冲击性能,对6根简支的有不同钢纤维体积掺量和不同配箍率的试件进行了落锤冲击试验,冲击点为跨中.分析了不同钢纤维体积掺量和不同配箍率对钢筋混凝土梁的抗冲击能力的影响,并采用高速摄像机记录了各试件的开裂形态.详细分析了试件的开裂形态、跨中位移时程曲线、试件中纵筋和箍筋应变时程曲线的特征.结果表明:在相同冲击荷载作用下,配箍率较高的试件中钢筋发生屈服乃至失效的几率相对较小,随着配箍率的增加,试件承受冲击荷载时产生的最大裂缝宽度减小;在冲击荷载作用下,提高钢纤维体积掺量对构件混凝土基体强度的影响相对不大,但对于试件刚度的影响较为明显;同时,钢纤维含量的增加,会减少梁中箍筋的应变,使得钢筋混凝土梁中钢筋发挥更好的作用;钢纤维体积掺量的增加,可以明显减少试件在冲击荷载作用下裂纹的发生与开展,并改变梁本身的开裂形态,使得裂缝发生的区域相对集中,形成主要集中在试件跨中的竖直裂纹,而支座附近裂纹相对减少.     

双重环筋约束下超短混凝土试件的局部受压试验研究

针对27个配置了双重环筋的圆柱形构件进行了局部受压试验,试件高度低于试件直径.研究了非局压区宽度b、试件高度h和约束钢筋配筋率ρ对试件的破坏形态、极限承载力、等效应力-应变曲线、开裂荷载、正常使用状态下的荷载及内外环筋屈服荷载的影响.在环筋的约束下,试件局压区核心混凝土体出现较高的强度和较好的延性.试件发生了三类破坏形态:侧面只有竖向裂缝、竖向裂缝加不全贯通环向裂缝和竖向裂缝加全贯通环向裂缝.高度系数β对于试件承载力的影响是最大的,随着β的减小,承载力呈非线性增大趋势.随配筋率增大,承载力增大,其增大量有变缓的趋势.宽度系数对试件承载力有一定影响,但不太明显.     

聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土板抗弯性能试验研究

对67组共201块聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板进行了抗弯性能试验,研究了无配筋和有配筋聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板在不同开裂状态下的抗弯性能及其影响因素.建立了供设计应用的无配筋和有配筋聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板抗弯承载力计算公式.试验结果表明,聚丙烯纤维的最佳掺率是0.07%;聚丙烯纤维的掺入廷缦了薄板的开裂过程,提高了薄板的抗裂性能;钢丝网对提高聚丙烯纤维增强钢丝网混凝土薄板抗弯承载力起主要作用;聚丙烯纤维与钢丝网的复合,能起到显著的增强效果,有效地提高薄板的抗弯承载力和抗裂性能.     

掺入混杂合成纤维的混凝土力学性能分析

采用高弹模聚乙烯纤维(PE)和低弹模聚丙烯粗合成纤维(CPP)混杂技术制备混杂纤维混凝土,对其抗压和抗弯性能进行测试,并采用双因素方差分析法对弯曲韧性影响因素的显著性特征进行了分析,同时还对混杂纤维的增强增韧机理进行了探讨.结果表明:在不同的粗集料掺量下,混杂纤维混凝土抗压强度普遍高于素混凝土,其提高幅度主要集中在15%~30%之间;掺入混杂纤维后混凝土试件的荷载-挠度曲线整体较为饱满,多数曲线表现为变形缓慢软化,部分出现变形硬化特征;纤维掺量对混凝土的韧性有非常显著的影响,而粗集料掺量影响较小;CPP/PE纤维可以从不同层次结构对混凝土进行增韧,产生正混杂效应,从而使制备的混杂纤维混凝土具有优异的韧性.     

聚丙烯纤维增强珊瑚混凝土抗冲击性能试验研究

为增强低强度珊瑚混凝土的抗冲击荷载性能,进行了聚丙烯纤维增强0.33、0.4和0.47三种水灰比的珊瑚混凝土抗冲击性能试验研究。结果表明：掺加聚丙烯纤维可以有效地降低珊瑚混凝土的脆性,延缓冲击裂缝的形成和开展,进而增强珊瑚混凝土的抗冲击性能;在一定范围内,随着聚丙烯纤维掺量的增加,初裂冲击次数和破坏冲击次数均呈递增趋势,珊瑚混凝土初裂和破坏时吸收的能量逐渐增大;过多的聚丙烯纤维在珊瑚混凝土基体中不易均匀分散,并使界面过渡区孔隙率与缺陷增多,增强效果逐渐降低。     

配筋UHPC板抗弯性能实验研究

开展8组共16个配筋UHPC板的四点弯曲实验,讨论配筋率、钢纤维掺量和板厚等对其破坏模式、开裂、极限荷载、荷载位移曲线等的影响,初步优化钢筋的配置方式、配筋率、钢纤维掺量等.结果表明,配筋UHPC表现出优越的抗裂性能;破坏过程为下层先弯拉开裂、钢筋屈服,随之钢纤维部分拔出,直至UHPC压碎,最终达到极限荷载;裂缝分布主要集中在纯弯段,板底部有1～3条明显主裂纹,最大主裂缝宽度均超过2 mm,呈现出适筋破坏现象;相比开裂荷载,配筋对极限荷载影响更大;受拉区钢筋单层和双层的设置形式对其抗弯承载力影响很小,而延性呈现不同的变化规律;钢纤维掺量在一定范围内增大有助于提高开裂荷载,能够缓解开裂后刚度的退化,但当钢纤维掺量超过4.5%后,出现半脆性破坏.     

BFRP筋连续配筋混凝土路面的配筋设计

建立BFRP筋连续配筋混凝土路面的均匀温降模型,考虑混凝土材料的干燥收缩以及基层约束作用,推导出裂缝控制指标(裂缝间距、裂缝宽度和筋材应力)的解析解公式,采用有限元方法验证解析解公式的有效性.利用解析法分析BFRP筋的配筋方案及其材料特性对裂缝控制指标的影响,推荐BFRP筋连续配筋混凝土路面的配筋设计指标.研究结果表明:随着配筋率的增大,裂缝间距、裂缝宽度以及筋材应力逐渐减小,相同的配筋率下采用小直径、小间距的配筋方案对控制裂缝更为有利;增大BFRP筋弹性模量、BFRP筋与混凝土的粘结刚度系数可减小裂缝间距和裂缝宽度,但对筋材应力影响轻微;应采取有效的工程措施来提高BFRP筋的弹性模量及BFRP筋与混凝土的粘结刚度系数.在BFRP筋连续配筋水泥混凝土路面的配筋设计中,建议裂缝平均间距限值为2.0 m,裂缝宽度限值为1.0 mm,CRC层配筋率不小于0.6%.     

多尺度聚丙烯纤维混凝土单轴拉伸试验

采用环氧粘贴法对21个100 mm×100 mm×250 mm混凝土和聚丙烯纤维混凝土试块进行单轴抗拉试验,研究不同尺度聚丙烯纤维及其混杂对混凝土单轴抗拉性能的影响,分析不同尺度聚丙烯纤维混凝土的单轴拉伸应力应变全曲线。试验结果表明：单掺及混掺粗细聚丙烯纤维对混凝土抗拉强提高幅度为11%～27%;单掺粗聚丙烯纤维混凝土及粗细混掺聚丙烯纤维混凝土在单轴拉伸过程中出现了低应力应变硬化现象,单掺及混掺粗细聚丙烯纤维混凝土应力应变曲线下降段所包围面积大于素混凝土应力应变曲线下包面积。不同尺度聚丙烯纤维混凝土抗拉韧性增强效果排序：混掺粗细纤维混凝土＞单掺粗纤维混凝土＞单掺细纤维混凝土＞素混凝土。     

混杂纤维自密实混凝土的轴拉性能试验

通过对不同纤维掺量的自密实混凝土试件进行轴向拉伸试验,获得了不同纤维掺量材料试件的应力-应变曲线,并通过已获得的曲线分析混杂纤维对自密实混凝土轴拉特性的影响.通过分析表明:在自密实混凝土中掺入纤维能有效地提高混凝土的抗拉强度,并且能有效地提高混凝土的峰值应变.