低掺量下钢纤维混凝土抗拉和抗折性能试验研究

为研究低掺量下钢纤维对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响,以钢纤维体积掺量、钢纤维类型、混凝土基体强度等级为主要参数,进行了钢纤维混凝土立方体劈裂抗拉标准试验以及小梁抗折标准试验研究.结果表明:钢纤维的掺入对混凝土劈裂抗拉强度以及抗折强度有显著提高,钢纤维体积掺量为0.9%时,劈裂抗拉强度提高37%,抗折强度提高18%;钢纤维的掺入显著改善了混凝土抗拉及抗折破坏形态,试件破坏后整体性较好;波纹型钢纤维和端钩型钢纤维的劈裂抗拉性能及抗折性能要优于螺纹型钢纤维.     

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).     

不同钢纤维掺量活性粉末混凝土力学性能的试验研究

通过单轴受压、劈裂抗拉和抗折试验,研究了活性粉末混凝土的基本力学性能(抗压强度、劈拉强度和抗折强度).研究结果表明:钢纤维体积含量1.0％—2.0％之间变化时,活性粉末混凝土的抗压强度、劈拉强度和抗折强度变化不明显,当钢纤维体积含量超过2.0％后,其抗压强度、劈拉强度和抗折强度均有明显提高.当钢纤维体积含量超过3.5％后,钢纤维掺量对活性粉末混凝土轴心抗压强度和劈拉强度影响不明显,而对抗折强度的提高作用仍然比较明显.根据试验曲线,推导拟合出活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线方程.     

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。     

模拟工业废水对钢纤维混凝土的腐蚀试验研究

针对模拟工业废水环境以及工业废水-干湿循环耦合作用下钢纤维混凝土的抗压强度、抗折强度、尺寸效应等几个方面进行了试验,研究了工业废水环境下钢纤维混凝土的抗腐蚀性能.结果表明,高COD值工业废水将对钢纤维混凝土产生腐蚀劣化,钢纤维混凝土的抗压腐蚀系数和抗折腐蚀系数均随着试验龄期的增加而逐渐降低,其降低幅度随着试件尺寸的减小而增大;钢纤维对抑制混凝土抗压强度的腐蚀劣化作用不明显,但可有效抑制混凝土抗折强度的腐蚀劣化作用;在工业废水环境下经历干湿循环4个月以后,钢纤维混凝土抗压强度与抗折强度的腐蚀劣化开始显现,钢纤维的加入对混凝土抵抗工业废水干湿循环下的腐蚀能力有所提高;经历工业废水腐蚀后的小尺寸试件与标准试件之间的钢纤维混凝土抗折强度具有较为显著的尺寸效应.     

钢纤维再生混凝土抗折强度尺寸效应试验研究

通过5组再生骨料取代率和4组钢纤维体积掺量小梁试件的四点弯曲试验,研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响.结果表明:各规格小梁试件的抗折强度均存在尺寸效应,随再生骨料取代率的增加,再生混凝土抗折强度尺寸效应呈先增大后降低的规律,取代率为75％小梁试件抗折强度尺寸效应约分别为取代率为0和100％试件的1.32倍和1.09倍.钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度尺寸效应有一定影响,当掺量为0～0.75％时,钢纤维掺量越大,尺寸效应越明显,钢纤维掺量分别为0、0.25％和0.50％时,试件抗折强度尺寸效应约分别为钢纤维掺量0.75％试件的77％、85％和94％.钢纤维掺量较大时,钢纤维掺量对尺寸效应的影响较弱,钢纤维掺量为0.75％试件抗折强度尺寸效应度约为1.00％掺量试件的99％.提出了再生混凝土抗折强度尺寸效应律计算公式,可用于再生混凝土抗折强度的分析计算.     

聚合物乳液对纤维增强轻集料混凝土力学性能的影响

研究了聚合物乳液的掺入对纤维增强轻集料混凝土的强度与弯曲韧性的影响,结果表明,掺入聚合物乳液虽然在一定程度上降低了抗压强度,但可以显著提高轻集料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度.聚合物乳液的掺入可以有效提高纤维增强轻集料混凝土的韧性、降低其脆性,韧度系数最高可提高32倍.研究发现,聚合物乳液对钢纤维增强轻集料混凝土的强度和韧性的改善效果优于对聚乙烯纤维增强轻集料混凝土的改善效果.     

钢纤维高强混凝土的抗折强度

在２１组抗折试件和２组轴心抗拉试件，共计６３个试件的试验基础上，对钢纤维高强混凝土的抗裂能进行了分析研究。着重讨论了不同钢纤维掺量、不同钢纤维种类、不同截面尺寸和不同截面类型等因素对抗折强度的影响，以及各因素与抗折强度的关系。为制订钢纤维高强混凝土结构设计规范中有关抗折强度部分提供依据。     

钢纤维混凝土桩承载特性模型试验

为研究钢纤维混凝土桩在竖向荷载作用下的承载力、桩身应变特点以及桩体的破坏现象,就不同直径的钢纤维混凝土桩和素混凝土桩进行了静载试验.沿桩体纵向布置应变片,监测其应变.试验完成后,开挖出桩体,对比分析钢纤维混凝土桩和素混凝土桩的破坏特点.结果表明:掺入钢纤维能有效增大桩体抵抗压缩变形的能力;钢纤维混凝土桩桩径由4.5cm增至7.0cm时,桩体抵抗压缩变形的能力增大,单桩极限承载力增大,但当桩径由7.0cm增至8.0cm时,桩体的压缩变形和极限承载力变化较小;2种桩体发生破坏时均为桩体两端出现裂缝甚至破损,钢纤维有效地提高了素混凝土桩的抗裂性能.根据试验结果,给出了设计钢纤维混凝土桩的几点建议.     

基于正交试验的导电混凝土受拉性能研究

为探究钢纤维类型、钢纤维掺量、纳米炭黑掺量对导电混凝土力学性能的影响，设计了三因素四水平二指标共16种工况的正交试验，得到了各组试件的抗折强度与劈拉强度。通过对试验数据进行极差分析、方差分析、矩阵分析，得到结论：钢纤维类型对混凝土强度的影响较大，且剪切型钢纤维效果较好；钢纤维掺量对混凝土强度的影响呈先增加后降低的趋势，有明显拐点；在试验中纳米炭黑对混凝土力学性能影响不明显；当剪切型钢纤维掺量0.4%、纳米炭黑掺量0.75%时，混凝土抗折强度、劈拉强度达到最佳。     

钢纤维混凝土弹性模量在有限元数值模拟中的实现

运用有限元数值模拟研究了不同取向钢纤维混凝土的弹性模量.以100 mm×50 mm×100 mm钢纤维混凝土试块为例,建立有限元模型,加载得到了不同取向钢纤维混凝土的弹性模量.结果表明:无论是何种取向的钢纤维混凝土,其钢纤维的增加都能提高钢纤维混凝土的弹性模量;钢纤维含量的变化能影响层布式钢纤维混凝土的抗折强度.     

钢纤维陶粒轻骨料混凝土受拉性能试验

采用工程中常用的陶粒作为轻骨料,制成界面粘结强度较高的陶粒轻骨料混凝土,研究不同钢纤维掺量的钢纤维轻骨料混凝土的受拉性能.根据试验数据得出钢纤维轻骨料混凝土立方体劈拉强度随钢纤维体积率变化的规律,拟合出其劈拉强度与立方体抗压强度的关系式.试验结果表明,其抗拉强度提高幅度较大.当钢纤维体积率为2.5%时,试件的劈拉强度和抗折强度值分别提高55.9%和77.31%,钢纤维轻骨料混凝土的拉压比也随着钢纤维体积率的增加而增大.     

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.     

层布式钢纤维混凝土的抗折强度的影响因素分析

试验研究了不同长径比和掺配率对层布式钢纤维混凝土的抗折强度的影响规律,确定最佳长径比和掺配率;结合本课题组以往的试验和国内有代表性试验,分析影响层布式钢纤维混凝土抗折强度的主要因素：钢纤维长径比、掺配率、减水剂、纤维型状.     

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.     

钢纤维聚合物水泥砂浆力学性能试验研究

为了改善水泥砂浆的力学性能,在普通水泥砂浆中掺入工业废弃料粉煤灰、钢纤维和适量聚合物乳液等,拌合成高复合的水泥砂浆。研究结果表明,掺入不同的废弃掺合料,可以提高水泥砂浆的密实性,内部结构更加优化;当聚灰比为10%、粉煤灰掺量为20%、钢纤维体积掺量在0.9%时,试块的抗折、抗压强度都有一定程度的提高;双因素方差分析表明,提高钢纤维体积率可以增强试块的强度性能,并改善其延性;制作的混凝土瓦砖符合行业要求标准。     

钢纤维高强混凝土抗剪性能试验研究

对29组共116个钢纤维高强混凝土抗剪试件进行了双面剪切试验,研究了钢纤维混凝土基体强度、钢纤维类型和钢纤维掺率对钢纤维高强混凝土抗剪强度的影响.试验结果表明:随着基体强度和钢纤维体积掺率的增加,钢纤维高强混凝土的抗剪强度逐步增高;在混凝土基体强度较高时,提高钢纤维掺量对钢纤维高强混凝土抗剪强度的改善作用有所减弱.试验中还发现,钢纤维混凝土抗剪强度受钢纤维横断面参数的影响很大,因此将现有的钢纤维混凝土抗剪强度计算公式中的纤维增强系数针对不同类型的钢纤维进行了修正,并考虑钢纤维直径的影响提出了新的计算方法,计算结果与试验结果符合较好.     

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。     

混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响

针对高性能混凝土的防火、抗爆裂性能低的特点，采用低熔点（聚丙烯纤维）及高熔点纤维（钢纤维）混杂的方法，对高性能混凝土高温性能（抗折强度、抗压强度及劈裂抗拉强度，抗爆裂性能）进行改善．研究表明，800℃时，混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约15％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约6％）；抗压强度剩余率约15％，与基准混凝土的强度剩余率相当（约15％）；劈裂抗拉强度剩余率约20％，明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率（约10％）．另外混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能，同时分析了混杂纤维改善高性能混凝土高温性能的作用机理．     

浅谈钢纤维混凝土在桥面铺装施工中的应用

近年来，随着钢纤维混凝土在工程中的推广使用，尤其是在桥面铺装混凝土中的应用，其改善混凝土先天结构、分散裂缝的优点得到充分的体现，下面笔者结合自己的工程实践，就钢纤维混凝土在桥面铺装施工中的应用谈几点看法。1．钢纤维在混凝土中的作用在水泥混凝土中掺入钢纤维能使水泥混凝土的性能得到极大的改善：可以改善水泥混凝土的脆性，提高水泥混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击和抗爆、抗震性能。大型桥面的铺装用钢纤维混凝土，对增强桥面的整体性、耐久性、抗裂性、抗震性、柔性都有很大的益处。钢纤维与玻璃纤维、聚丙烯纤维相比，除施工较麻烦外，抗拉、抗压、抗剪、抗拆强度均较高，且抗紫外线、抗老化性能均较高。钢纤维掺入桥面铺装混凝土，理论依据及施工经验都比较成熟。