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.     

玄武岩纤维高性能混凝土早期抗裂性能试验研究

采用改进的平板法进行粉煤灰掺量和玄武岩纤维掺量对高性能混凝土早期抗裂性能影响的试验研究.首先通过单掺粉煤灰得出粉煤灰最优掺量为30%,然后再将不同掺量的玄武岩纤维掺入到粉煤灰掺量为30%的混凝土中,得出玄武岩纤维掺量的最优值.试验结果表明,玄武岩纤维的掺入对混凝土坍落度影响不大,但对高性能混凝土早期的开裂面积、初裂时间等都起到了显著的改善作用.当粉煤灰掺量为30%、玄武岩纤维掺量为1.6 kg·m-3时,高性能混凝土早期开裂面积最小,改善效果最好.     

聚丙烯纤维混凝土抗裂性能试验研究

紧紧围绕聚丙烯纤维混凝土的早期收缩抗裂性能这一主题,从作用机理、试验研究等方面进行了研究。针对混凝土早期收缩开裂的特点,本文对掺加聚丙烯纤维混凝土和不掺加聚丙烯纤维混凝土的抗裂性能试验进行了对比分析。在同水灰比、同坍落度两种不同材料的试验条件下,用圆环约束试验装置对纤维混凝土的早期抗裂性能进行研究,为铁路客运专线混凝土防裂设计提供一个有益的参考。     

纤维素纤维混凝土抗裂性能简析

普通混凝土由于抗拉强度低,抗拉极限变形值小,因而在实际工程中很容易裂缝。研究表明,混凝土中掺人纤维材料是一种不错的技术途径。在前人研究的基础上,主要研究了掺入UF500纤维素纤维混凝土的抗裂性能,通过一系列试验,将其各种抗裂指标与普通混凝土进行了对比,结果表明,同一水灰比下,掺人了纤维素纤维混凝土的劈裂抗拉强度始终高于普通混凝土;在其他条件相同的情况下,掺入了纤维素纤维混凝土的抗拉弹性模量比普通混凝土低,抗裂性较好。可见,UF500纤维掺入混凝土中能有效抑制由于混凝土塑性收缩、温湿度变化等引起的裂纹的形成及发展。     

钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土抗裂性能试验

为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对于配筋混凝土裂缝生发的影响,设计并开展了钢-聚丙烯混杂纤维配筋混凝土轴心拉伸试验.通过分析试件裂缝的形成过程、试件的初裂荷载以及平均裂缝宽度,得到不同应力水平下混杂纤维掺量对于基体混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明:掺入混杂纤维可以明显改变有效配筋率在2%以下的混凝土的裂缝形态;混杂纤维能显著提高试件的初裂荷载并且减小试件的平均裂缝宽度;随着钢筋应力的增大,混杂纤维表现出了不同的阻裂效应;在同等纤维体积掺量下,配筋率越大则试件平均裂缝宽度越小.     

纤维混凝土早期抗裂及力学性能试验研究

选取了聚丙烯纤维、纤维素纤维等6种工程纤维,开展纤维混凝土早期抗裂及力学性能试验,研究分析纤维品种及龄期对混凝土早期抗裂性能、抗压强度、劈裂强度及抗折强度的影响.试验结果表明:纤维的掺入能够有效提高混凝土早期抗裂性能,减轻甚至消除混凝土早期裂缝的产生和发展.本次试验研究中,聚丙烯纤维混凝土的早期抗裂性能最好.无论采用何种纤维,混凝土的抗压强度、劈裂强度和抗折强度均有不同程度的提高,提高幅度与纤维几何尺寸以及物理力学性能有关.其中,聚乙烯醇纤维提高混凝土抗压强度的效果最为显著,而纤维素纤维提高混凝土劈裂强度和抗折强度的效果最佳.     

玄武岩纤维泡沫混凝土性能研究及抗裂评价

文章为有效解决泡沫混凝土开裂问题,在泡沫混凝土中掺入玄武岩纤维,并研究其长度及掺量对泡沫混凝土力学性能及干燥收缩开裂的影响,基于性能测试结果提出3个可以用来评价抗裂性能的指标K₁、K₂、K₃,并将它们与实际开裂指标K₄作出对比。研究结果表明:不同掺量、长度的玄武岩纤维均能提高其抗压、抗折强度及弹性模量,当纤维长度为15 mm、掺量为0.45%时,28 d抗压、抗折强度及弹性模量达到最大,分别为6.08、1.90、529.00 MPa;不同长度玄武岩纤维在0.30%的掺量下对干燥收缩及开裂的抑制效果最明显;K₁与K₄的线性相关性最高为0.934 42,采用K₁来评价抗裂性最合适;纤维掺量为0.45%、长度为15 mm时对改善抗裂性能最有利。     

纤维自密实混凝土力学性能及早期抗裂性能研究

对掺聚丙烯腈纤维、钢纤维和混杂纤维自密实混凝土的配制进行了系列试验,得到纤维自密实混凝土的配制方法及纤维的适宜掺量。试验结果表明,当聚丙烯腈纤维掺量不高于1.2 kg/m3、钢纤维体积掺量不高于1.5%的情况下,通过适当调整外加剂的掺量、类型以及砂率,可以使混凝土达到自密实的工作性能。纤维自密实混凝土的28 d立方体抗压强度、劈拉强度试验表明,聚丙烯腈纤维掺量对自密实混凝土抗压强度的影响较小,劈拉强度随掺量增大而提高,但当掺量达到1.2 kg/m3时,将导致其劈拉强度的降低,因此聚丙烯腈纤维的掺量宜控制在0.9 kg/m3时为佳;钢纤维体积率变化对自密实混凝土劈拉强度的增强效果明显,混杂纤维的掺入对自密实混凝土抗压强度的影响较小,但对劈拉强度有一定影响,即掺量越大,劈拉强度越高。纤维自密实混凝土早期抗裂性能试验结果表明,在自密实混凝土中掺入纤维,将有助于早期抗裂性能的提高。     

聚甲醛纤维增强混凝土抗折性能研究

针对聚甲醛(POM)纤维增强混凝土的抗折性能展开研究。以PP纤维增强的混凝土作为对比,研究不同掺量和不同长度的POM/PP纤维对增强混凝土的抗折强度的影响。研究结果表明,6mm长的POM纤维在0.6kg/m3掺量时抗折性能最好,6mm长的PP纤维在1.2 kg/m3掺量时抗折性能最好。POM纤维掺量在0.9 kg/m3时,6mm和12mm长的POM纤维增强的混凝土具有较好的抗折性能,PP纤维掺量在1.3 kg/m3时,同样在6mm和12mm长的PP纤维增强的混凝土具有较好的抗折性能。不同长度的POM纤维等量混掺增强的混凝土,以3mm和6mm混掺增强的混凝土抗折性最好。     

复合纤维对混凝土抗裂性能的影响

由于复合纤维具有良好的力学性能,通过掺入一定比例的多壁碳纳米管/聚丙烯腈复合纤维制备具有抗裂性能的混凝土,使用WA-1000B型液压式万能试验机和PTS-E0系统分别对试件的力学性能和抗裂性能进行测试,并结合混凝土综合抗裂模型,对掺加量为1.2~2.1 kg/m3的4组混凝土的力学性能和抗裂性能进行研究.实验结果表明:复合纤维的掺入可以提高水泥混凝土强度40%左右,同时减少了表面裂缝的出现,混凝土的力学性能和抗裂性能随着复合纤维掺加量的增加呈现增强趋势,但复合纤维的工程用量需要综合考虑.     

钢纤维高强混凝土中钢筋粘结强度试验研究

混凝土结构的非线性分析日益受到工程界的重视 ,而钢筋与混凝土的粘结 -滑移关系对分析结果的正确性有着重要影响 ,为此 ,必须获得实际的数值模型或数学关系。为了全面系统地研究体外预应力高强混凝土连续梁的结构行为 ,本文结合高等学校博士学科点专项科研基金项目 ,就高强混凝土、钢纤维高强混凝土与钢筋的粘结 -滑移性能开展实验研究。本文主要叙述了在课题中使用的钢筋、钢绞线与所使用的高强混凝土和钢纤维高强混凝土之间的粘结强度的试验研究成果     

钢纤维增强超高强混凝土拉压比试验研究

在超高强混凝土(C100级)中掺入螺纹型钢纤维,通过立方体抗压强度与劈裂抗拉强度试验,研究钢纤维对超高强混凝土增强增韧效果和拉压比性能的影响.立方体试件尺寸为100mm×100mm×100mm,钢纤维掺量为0、0.50%、0.75%、1.00%、1.50%.试验结果表明,掺入钢纤维后,超高强混凝土立方体试件裂缝开展路径较多,裂而不散,坏而不碎,抗压韧性显著增强;抗压强度提高10.6%～15.5%,劈裂抗拉强度提高38.2%～91.9%;掺入钢纤维的超高强混凝土拉压比为0.060 5～0.084 6,拉压比提高24.08%～73.46%.提出了钢纤维超高强混凝土立方体抗压强度与劈裂抗拉强度预测模型,预测值与试验值误差分别在±1.79%、±17.84%范围内.掺入钢纤维可使超高强混凝土脆性大、韧性小的缺点得到显著改善.     

混杂纤维混凝土抗压试验研究

对基体强度为C50,钢纤维、聚丙烯纤维体积率分别为1%～3%、0.11%的混杂纤维混凝土(HFRC)进行了抗压试验,结果表明:HFRC的应力-应变曲线上升段、抗压强度、弹性模量和泊松比均与钢纤维混凝土(SFRC)相近,但应力-应变曲线下降段的平缓程度和韧度指数则较大程度大于SFRC,体现出优异的韧性.     

钢纤维高强混凝土抗冲击性能的数值仿真

采用显式动力有限元软件LS-DYNA,对钢纤维高强混凝土的霍普金森压杆冲击试验过程进行了数值仿真,混凝土和霍普金森压杆的本构关系分别采用弹塑性流体动力模型和虎克定律描述,钢纤维的增强与增韧作用则通过钢纤维高强混凝土强度与失效应变来体现.结果表明:试件内部应力趋近于均匀之前,经历了初始状态的应力震荡;试件的破坏稍微滞后于应力峰值;相同的冲击速度下,钢纤维高强混凝土试件各个时刻的破坏程度轻于未掺钢纤维的基体混凝土试件,当基体混凝土试件裂成多块时,钢纤维高强混凝土试件还基本保持整体.数值仿真结果与试验结果有较好的相似性,基本能够反映出试件受力与破坏的特征.     

CFRP组合加固改善高强混凝土方柱抗剪性能试验研究

利用低周反复荷载试验手段,研究了4种不同CFRP(carbon fiber reinforced polymer)布加固方式(横向包裹CFRP布、横向包裹CFRP布和植螺栓杆组合,以及横向包裹CFRP布和宽、窄夹板组合)对高强混凝土柱抗剪性能的作用.通过分析以上4种不同加固方式对试件的延性、塑性铰转动能力,以及刚度退化等方面的影响,得到如下结论:4种加固方式均可改善抗剪不足高强混凝土方柱的抗剪性能,有效提高试件的变形能力,其中横向包裹CFRP布和窄夹板组合加固方式加固效果最好;同时,在试验基础上提出适用于高强钢筋混凝土柱的刚度退化模型,并与试验结果进行比较,发现试验结果与模型吻合较好.     

影响中含量钢纤维高强砼强度若干因素的试验研究

采用现场最普通的搅拌、成型方法,研究了钢纤维长度、体积率、水灰比、骨料最大粒径和级配对中含量钢纤维砼抗压和抗拉强度的影响,找出了影响中含量钢纤维砼强度的主要因素,得出了中含量钢纤维砼强度和钢纤维体积率的关系式.图6,表2,参5.     

聚丙烯腈纤维混凝土墩柱抗震性能试验研究

为研究掺入聚丙烯腈纤维的混凝土墩柱的抗震性能,设计制作了3组9个具有不同纤维掺入方式的聚丙烯腈纤维混凝土墩柱试件,并对3组墩柱试件开展不同轴压比下的单向水平拟静力试验. 试验结果表明：掺入适量的聚丙烯腈纤维,可使混凝土墩柱试件在极限状态下不出现保护层混凝土剥落的现象,提高其位移延性、水平极限承载力和滞回耗能能力,且轴压比越大,位移延性和水平极限承载力的提高幅度越大,而滞回耗能能力的提高幅度却相对减小;掺入聚丙烯腈纤维,基本没有改善混凝土墩柱试件的刚度退化;相比单一纤维,掺入长、短混杂聚丙烯腈纤维可更好地提高混凝土墩柱试件的抗震性能.     

钢纤维间距理论在混凝土轴拉初裂强度计算中的应用

通过对钢纤维混凝土轴拉试验结果的分析 ,研究了钢纤维体积率、混凝土强度等级对钢纤维混凝土轴拉初裂强度的影响。结果表明 :混凝土轴拉初裂强度分别随钢纤维体积率的增大和混凝土强度等级的提高而增大。最后 ,按照断裂力学理论建立了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算模型 ,提出了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算公式 ,供修订我国的《钢纤维混凝土设计与施工规程》以及工程设计与施工参考