钢纤维界面粘结强度和体积掺量对混凝土弯曲韧性的影响

研究了平直形、端钩形和哑铃形三种钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度和钢纤维体积掺量对钢纤维增强混凝土采用ASTMCl018韧性指数法得到的弯曲韧性指数的影响规律。试验表明，钢纤维混凝土的弯曲韧性指数、钢纤维与砂浆的界面粘结强度、钢纤维体积掺量之间关系可以用二元线性回归方程表示，钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度和钢纤维体积掺量均是影响钢纤维混凝土弯曲韧性的主要因素。     

钢纤维砂浆强度的试验研究

通过对８４个砂浆试件的试验研究,对比了普通砂和掺入同长度,不同掺量钢纤维的钢纤维砂浆的抗压强和抗折强度,表明钢纤维砂浆的抗压强度略有提高,平均提高约１０％;抗折强度有很大提高,平均提高约１５０％;砂浆韧性得到明显改善,同时指出砂浆强度和韧性的改善程度与所掺入钢纤维的长度和掺量有关。     

混杂钢纤维水泥基材料的力学行为

研究了微细钢纤维以及中等直径钢纤维混杂增强水泥基材料的力学行为．结果表明，在纤维体积分数一定的情况下，混杂钢纤维体系对水泥基材料抗折强度的改善作用可优于单一直径钢纤维，而且，不同直径钢纤维混杂还可显著提高水泥基材料的断裂能和弯曲韧性，普通纤维增强水泥基材料断裂破坏时裂缝为沿切口开展的单一贯穿裂缝，而混杂钢纤维增强的试件破坏时切口附近呈现多缝开裂的现象，采用适当体积比的两种尺度钢纤维混杂增强基体，制备出了综合力学性能优越的混杂钢纤维增强水泥基材料。     

轻骨料高强度钢纤维混凝土的力学特性

对轻骨料高强度钢纤维混凝土的抗压强度、初裂强度、弯曲强度、弹性模量和弯曲韧性指数等主要力学指标进行了试验研究。试验结果表明：给轻骨料混凝土中掺入钢纤维，可有效地提高基体的抗裂强度、弹性模量和变形性能等。     

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.     

钢纤维次轻混凝土抗折性能试验

目的研究钢纤维次轻混凝土的抗折性能,为相关规范的编制及其在实际工程中的应用提供理论数据.方法考虑轻骨料体积分数、钢纤维体积分数、钢纤维类型、水灰比4种影响因素,利用正交试验方法,设计制作了25组钢纤维次轻混凝土抗折试块以及立方体试块进行试验.采用极差分析和方差分析方法分析各因素对抗折强度的影响程度.结果钢纤维体积分数影响最为显著,随着体积分数的增加,抗折强度有明显增大,掺入体积分数2.0%的钢纤维,可提高抗折强度约50%;钢纤维种类对抗折强度影响显著,最大值与最小值相差28.9%;水灰比和轻骨料体积分数对抗折强度影响较小.结论钢纤维次轻混凝土的抗折强度与立方体抗压强之间的回归公式为f_f=0.202f~(0.778)_(cu).     

钢纤维混凝土腐蚀前后的弯曲韧性研究

通过对钢纤维混凝土试件进行腐蚀后的弯曲性能实验研究,分析了钢纤维体积率、钢纤维混凝土厚度以及腐蚀时间对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响。依据实验得出荷载-挠度曲线,按照我国现行的钢纤维混凝土实验方法CECSl3：89计算分析弯曲韧度指数和承载能力变化系数。结果表明,加入钢纤维对提高混凝土构件的弯曲韧性有显著作用,而腐蚀能严重影响钢纤维混凝土的韧性,同时也显示出按照我国的CECSl3：89实验方法标准所选的初裂点位置普遍靠前的结论,对钢纤维混凝土的工程应用具有重要的参考意义。     

超高性能海水海砂混凝土的组成设计与纤维增强增韧

基于单纯形重心设计法对超高性能海水海砂混凝土（ultra-high performance seawater sea-sand concrete, UHPSSC）进行了配合比设计优化,并研究了短切超高分子量聚乙烯（ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE）纤维和钢纤维对UHPSSC工作性能和力学性能的影响. 结果表明：在综合考虑UHPSSC的流动度、抗折强度和抗压强度的情况下,胶凝材料组成的最优配比确定为水泥、硅灰、粉煤灰的质量比为0.75∶0.15∶0.10. 随着短切纤维掺量的增加,UHPSSC的流动度逐渐降低,抗折强度、抗压强度和弯曲韧性均逐渐增加. UHMWPE纤维对UHPSSC流动度的影响程度更大,而钢纤维对力学性能的提升效果更明显. 随着UHMWPE纤维体积分数的增加,UHPSSC的弯曲破坏模式逐渐由脆性破坏转变为韧性破坏. 当UHMWPE纤维掺量为1.0%时,二次峰值荷载会高于初裂荷载. 此外,当同时混掺钢纤维和UHMWPE纤维时,UHPSSC的流动度略有下降,抗折强度、抗压强度及弯曲韧性均大幅提高. 本研究成果可为UHPSSC的设计和工程应用提供一定的参考.     

纤维协同效应下超高性能混凝土的弯曲性能

为研究钢-聚丙烯粗纤维对超高性能混凝土（UHPC）的弯拉性能影响，采用四点弯曲试验，得到不同掺量（钢纤维与聚丙烯粗纤维掺入体积分数分别为0、0.5%、1.0%、1.5%）组合下的荷载-挠度曲线，从试件破坏形态、抗弯强度、弯曲韧性等方面进行阐述，并且利用单掺纤维拟合公式引出一个可行性较高的评价模型，并利用该模型对混杂纤维的协同效应进行分析，最后结合扫描电子显微镜（SEM）对混杂纤维UHPC微观结构进行观测。试验结果表明：钢-聚丙烯粗纤维的掺入显著提高了UHPC的抗弯强度，提高幅度为17.8%～101.2%；同时利用提出的模型发现混杂纤维的协同效应在总纤维掺入体积分数为1.5%～2.0%时呈现正协同效应，并在钢纤维与聚丙烯粗纤维掺入体积分数为1.0%时取得最好的正协同效应；另外，与不掺纤维的试件相比，钢纤维与聚丙烯粗纤维的加入分别使基体试件的初裂韧度提升了51.8%～98.2%与33.9%～48.2%，同时在钢纤维掺入体积分数为1.0%和聚丙烯粗纤维掺入体积分数为1.0%的搭配比例下，对UHPC弯曲韧性的改善效果最优，进一步验证了纤维协同效应评价模型；最后在微观层面揭示了纤维混杂产生的协同...     

冲击荷载下钢纤维混凝土的细观数值研究

针对不同钢纤维体积率的钢纤维混凝土(SFRC)建立了包含骨料、砂浆、界面过渡区(ITZ)和钢纤维的细观数值模型,并通过模拟分离式霍普金森压杆(SHPB)试验分析钢纤维混凝土在不同钢纤维体积率下微裂纹的萌生、扩展直到贯通的全过程.模拟研究发现:钢纤维加入后延迟了混凝土试件的破坏,同时增加了试件的延展性和韧性.     

混杂纤维增强高性能混凝土弯曲韧性研究

选用钢纤维、塑钢纤维和杜拉纤维,在总体积掺率不超过1％条件下,进行了二元或三元混杂纤维增强高性能混凝土的抗压试验、劈拉试验以及带切口梁三点弯曲试验.绘制了荷载-挠度曲线以及荷载-裂缝开口位移曲线(CMOD),计算得到了混凝土开裂各阶段纤维所贡献的能量吸收值以及等效弯拉强度,对比分析了纤维混杂方式、掺量对混凝土基本力学性能以及峰值荷载后变形性能的影响.研究结果表明:三元混杂纤维混凝土具有较基体混凝土、单掺或二元混杂纤维增强混凝土更优的力学性能和变形性能,弯拉强度最大提高了28％,弯曲韧性试验荷载-位移曲线均呈现出明显的应变硬化现象,并表现出优越的裂缝控制能力;当纤维三元混杂且水灰比为0.31时,由0.7％弓形钢纤维、0.19％塑钢纤维与0.11％杜拉纤维混杂制得混凝土样本的强度以及弯曲韧性最优.     

废轮胎钢丝/橡胶集料对混凝土力学性能的影响

废轮胎钢丝和橡胶集料可改善混凝土力学性能、变形性能和耐久性,是实现废旧轮胎资源化利用的有效途径。研究了废轮胎钢丝和橡胶集料单掺或复掺对混凝土抗压强度、弯曲强度和弯曲韧性等力学性能的影响。结果表明:废轮胎钢丝掺量(体积分数) 2%、橡胶集料掺量96 kg/m~3时,混凝土的抗压和弯曲强度分别为104. 2 MPa和19. 3MPa,弯曲韧性指数较基准混凝土提高约14. 84倍,说明废轮胎钢丝和橡胶集料掺入混凝土具有较好的增强、增韧作用。     

200 MPa级活性粉末混凝土抗弯性能试验研究

对几种常用钢纤维含量的200MPa级活性粉末混凝土（RPC200）的抗弯性能进行了试验研究．根据试验得到的荷载-挠度全曲线，分析了钢纤维在RPC200梁中的抗弯工作机理，给出钢纤维含量对抗折强度的影响规律．采用国内钢纤维混凝土实验方法，计算出弯曲韧性指数和承载能力变化系数，以此衡量RPC200的抗雩韧性，给出了钢纤维含量对RPC200韧性指数和承载力变化系数的影响规律．按照我国现行的CECS13：89钢纤维混凝土实验方法，计算了RPC200的抗折弹性模量．结果表明，钢纤维含量对RPC200弯曲性能的影响较大，在配置RPC200时，可以根据工程需要，选用不同含量钢纤维以满足功能要求。     

废旧轮胎橡胶颗粒对水泥浆和砂浆抗裂性能的影响

通过圆环开裂试验和弯曲试验探讨了不同体积分数的废旧轮胎橡胶颗粒掺入水泥浆和砂浆后对抗裂和变形性能的影响．研究结果表明，在水泥净浆中掺入废旧轮胎橡胶颗粒，可延迟圆环试件的开裂时间，提高抗裂性，延迟时间的长短与橡胶颗粒的掺量有关，当橡胶颗粒的体积分数在20％～50％时，延迟效果最为显著；在砂浆试件中掺入橡胶颗粒，可显著改善其弯曲变形性能，试件破坏形式为延性破坏，破坏时的极限变形值比基准试件大得多，并且随着橡胶颗粒体积分数的增加而迅速增大．     

轻集料砂浆力学性能实验研究

文章采用膨胀珍珠岩和橡胶粒2种轻集料配制砂浆,研究轻集料掺量和砂浆的强度、抗冲击性能之间的关系.研究表明,轻集料砂浆的抗压强度随着轻集料的体积分数增加而降低,膨胀珍珠岩砂浆抗压强度高于轻集料体积分数相同的橡胶粒砂浆,而橡胶粒砂浆的抗冲击强度高于抗压强度相近的膨胀珍珠岩砂浆.     

聚合物干粉改性水泥砂浆力学性能的研究

研究了掺羟乙基甲基纤维素醚和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物乳胶粉的水泥砂浆的力学性能.试验结果表明,聚合物的掺入对砂浆的力学性能影响较大,砂浆的抗压、抗折强度有所下降,但砂浆的韧性、抗收缩等变形力学性能得到改善,不同基层上的抗拉粘结强度大大提高并具有较好的温度稳定性和耐水性.聚合物的种类、掺量对砂浆的各项性能有很大的影响,复掺能充分发挥不同聚合物对砂浆的改性作用.     

三维编织钢纤维增强渍浆混凝土准静态力学性能

为了优化钢纤维混凝土的各项力学性能,设计优选了大流动性细粒混凝土与长度为70mm、长细比达93.3的长钢纤维,采用三维钢纤维编织技术与渍浆纤维混凝土施工工艺,成功制备出钢纤维体积率Vf为5%和10%的三维编织钢纤维增强渍浆混凝土试件(3D-BSFC).采用微机控制电液伺服万能试验机对基体强度为C50的试件进行了准静态3种低应变率(10-6/s,10-4/s及10-2/s)下的单轴压缩试验,测出了应力-应变全曲线、强度、压缩韧性以及弹性模量,研究了其受压力学特性及钢纤维掺量和应变率对基本力学性能的影响规律.结果表明,高掺量三维正交钢纤维对基体混凝土的强度提高最高达3倍以上,同时改善其变形能力,使韧性增强最高达3.87倍;在较低应变率状态下,强度和弹性模量随着应变率的增大而增大,但增长幅度不大.     

混杂钢纤维增强超高性能水泥基材料力学性能分析

采用平直型超细钢纤维与压痕型中长钢纤维混杂,系统研究了混杂比例对超高性能水泥基复合材料(UHPCC)流动性能、力学行为的影响,以及纤维外形对界面粘结力的影响.研究表明,随压痕型钢纤维掺入量增加,新拌浆体的流动度下降;在纤维体积率一定时,2种纤维等比例混杂,材料的抗压、拉伸、弯曲强度与弯曲韧性等力学性能为最佳;当水胶比固定时,压痕钢纤维与基体界面粘结力大于平直型超细钢纤维.试验还表明,2种纤维混杂在不同结构、不同尺度和不同时间层次对抑制裂缝的生成和扩展分别发挥作用,两者协同作用使材料总体力学性能显著提升.     

合成结构纤维对混凝土力学性能的影响

采用长度分别为4.7,5.6和6.5cm的合成结构纤维,均以5kg·m-3的掺量配制C40混凝土,通过维勃稠度、抗压强度、方板和圆板弯曲韧性、混凝土梁和切口梁弯曲韧性等试验,分析了其对混凝土工作性能和力学性能的作用规律与特征,同时与素混凝土以及同体积掺量(40kg·m-3)的钢纤维混凝土进行对比.结果显示,合成纤维的加入降低了混凝土的流动性、抗压强度和混凝土梁的抗弯强度,其长度越长则降低抗压强度及抗弯强度的程度越高;合成纤维对混凝土方板或圆板的初始断裂强度影响不大,但可明显提高断裂能,其作用高于同体积掺量的钢纤维,并且中等长度(5.6cm)的合成纤维增加混凝土断裂能的作用最大;合成结构纤维混凝土的应力-挠度曲线在其下降过程中呈现一个"平台段",虽然平台高度不及钢纤维混凝土的,但其长度明显更长,这是由合成结构纤维的材质特征决定的.     

钢纤维混凝土的抗折强度

本文通过三点弯曲试脸,探讨了钢纤维体积率对钢纤维混凝土弯曲性能的影响,运用阻裂理论推导正截面强度的计算模式.在综合分析试验结果的基础上,给出了与普通混凝土抗裂计算相衔接的钢纤维混凝土初裂抗弯强度和抗折强度的计算公式.