纤维品种和掺量对混凝土抗冻性及微观结构的影响

通过快冻法试验研究了掺入钢纤维和聚丙烯纤维及纤维掺量对C50高性能混凝土抗冻性的影响;利用扫描电子显微镜观察了纤维基材界面区的微观结构,从微观结构角度分析了抗冻性试验的结论。结果表明：虽然钢纤维基材界面区的微观结构优于聚丙烯纤维基材界面区,但聚丙烯纤维对混凝土抗冻性的改善效果优于钢纤维;聚丙烯纤维对混凝土抗冻性的影响存在阻裂效应和弱界面效应双重作用,存在最佳纤维掺量;掺入1.0 %聚丙烯纤维对混凝土抗冻性提高效果最好,300次冻融循环后相对动弹性模量高达98.01 %。     

钢纤维增韧自密实微膨胀钢管混凝土

钢管混凝土(CFST)桁架连续梁桥因跨度大(大于50 m)、同时承受纵向压应力和横向拉应力双重作用导致核心混凝土韧性不足.对此开展了钢纤维自密实微膨胀钢管混凝土的增韧、及工作性、力学性能等研究.通过微膨胀剂的合理掺入和系列配合比优化设计,成功试配了钢纤维增韧自密实微膨胀钢管混凝土.结果显示,所得自密实微膨胀钢管混凝土坍落度在220 mm以上,扩展度在550 mm以上,自密实性良好.波纹状钢纤维对改善混凝土抗压性能有明显作用,抗压强度提高了25%～35%,而多锚点状钢纤维对改善混凝土抗弯性能有明显作用,韧性提高约2～3倍,混凝土破坏呈现延性破坏而不是常见的脆性破坏.钢纤维最优体积掺量为0.75%.     

钢纤维分布的表征及对水泥基材料拉伸行为的影响

采用单轴拉伸法,研究了4种钢纤维分布状态对水泥基材料拉伸行为的影响.采用图像分析技术,对断裂后试样中钢纤维的真实分布进行了表征,阐明了钢纤维分布状态与水泥基材料拉伸行为的关系.结果表明:推导出的钢纤维分散系数和取向系数可以有效地描述出钢纤维的分布状态;试样的断裂位置受钢纤维分散性的影响,往往在分散系数最小的区域断裂;4种钢纤维分布状态所对应的在拉伸方向上的取向系数分别为0.365,0.614,0.664和0.758,所对应的14 d抗拉强度分别为8.59,9.11,9.64和10.24MPa,两者呈现了较好的相关性.     

钢纤维混凝土复合层路面材料的力学性能

研究了钢纤维掺量为0～2.0%时对C40混凝土的力学性能的影响,并研究了最优配合比条件下不同组合尺寸的复合式混凝土的力学性能及经济性.结果表明:钢纤维混凝土的抗压强度随钢纤维掺量增加而增大,在钢纤维掺量为1.5%时,抗压强度提高27%,弯拉强度提高50%;钢纤维的掺入使混凝土的荷载位移关系由弹性变形破坏为主转变为弹塑性变形破坏形式,混凝土路面易脆性断裂的不良性能得到改善;钢纤维掺量为1.5%的钢纤维混凝土与普通混凝土按照1∶3的厚度比例组合成的两层式复合钢纤维混凝土具有良好的强度、抗变形性能和经济效益.     

钢纤维增强混凝土路面的增强机理及施工

本文对钢纤维增强混凝土的国内外研究现状进行了总结,同时对钢纤维增强混凝土路面增强机理进行了研究,并总结了钢纤维增强混凝土路面的厚度为10-15cm,并为其施工提供了很好的建议,对钢纤维增强混凝土的路用施工提供了经验。     

巷道锚喷补偿收缩钢纤维砼支护结构数值分析

巷道支护结构稳定是煤矿安全生产的前提,结合巷道混凝土破坏特征和混凝土材料复合增强原理,提出喷射补偿收缩钢纤维混凝土作为支护材料。以朱集矿-965水平轨道大巷为工况,采用ANSYS数值软件对巷道锚杆-喷射补偿收缩钢纤维混凝土支护结构的稳定性进行数值分析。考虑围岩作用下锚杆与喷射补偿收缩钢纤维混凝土支护体系建立三维有限元模型。采用弹塑性D-P本构模型进行计算,得出围岩-支护结构体系下围岩的应力场、位移场、塑性区以及支护内力的分布规律。通过荷载步设置探讨巷道开挖对围岩稳定性的影响,以及支护结构的受力特征,找出巷道支护结构的"危险点"和围岩的应力集中区。提出喷射补偿收缩钢纤维混凝土的支护措施。通过工业性试验验证了该支护结构体系能够有效地改善和提高支护结构的稳定性。     

钢纤维增强SCLC单轴受压本构关系研究

基于复合材料力学性能的复合定律，将钢纤维增强SCLC的本构模型定义为基准SCLC的应力-应变关系与钢纤维增强效应的加权，建立了一种以应变和钢纤维掺量为自变量的钢纤维增强SCLC本构方程，其中SCLC应力-应变关系曲线上升段和下降段分别采用Weibull分布模型和有理分式拟合试验结果得出，以钢纤维增强系数考虑钢纤维的增强效应.利用有限元软件ABAQUS模拟钢纤维增强SCLC棱柱体单轴受压试验，采用上述本构方程，计算钢纤维增强SCLC损伤模型的损伤因子，分析对比得出有限元模拟结果与试验结果吻合，说明上述本构方程可以较好地描述钢纤维增强SCLC应力-应变关系，为钢纤维增强SCLC结构非线性分析提供理论依据.