钢纤维和聚丙烯纤维对高强混凝土强度的影响

揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高强混凝土C60强度的影响。设计了15组不同纤维增强C60试件和1组C60对比试件，进行了抗压强度和劈裂抗拉强度试验研究。在高强混凝土C60中同时掺加不同质量分数的钢纤维和聚丙烯纤维后，抗压强度没有明显增大趋势；抗拉强度平均值达3．46MPa；拉压比增加了5％-26％。适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维后可明显提高高强混凝土的抗拉强度和拉压比。     

聚丙烯纤维增强混凝土拉压比试验

针对聚丙烯纤维对混凝土强度和拉压比影响的问题,采用标准试验方法,对不同纤维掺量和不同纤维长度的混凝土进行立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验.结果表明,聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的预测模型与试验结果吻合程度较高;聚丙烯纤维混凝土拉压比在纤维掺量为0~0.1%之间递增,在纤维掺量为0.1%~0.25%之间递减;6 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比与基准混凝土拉压比相比略有下降,12 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比比基准混凝土提高了5.5%,聚丙烯纤维可以显著改善混凝土脆性破坏形态,提高混凝土韧性.     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

掺加不同纤维的活性粉末混凝土抗拉强度研究

RPC被广泛应用于国内外各类大型复杂工程.为进一步提高RPC抗拉力学性能,通过试验探讨不同养护方式下不同纤维种类对RPC抗拉强度的影响.具体纤维种类包括钢纤维、聚丙烯纤维及碳纤维,养护方式包含标准养护、蒸汽养护及热水养护.结果表明,钢纤维对提高RPC抗拉强度最为显著,同时钢纤维的掺加对改善RPC脆性破坏有一定效果.0%~1.5%掺量的碳纤维可以提高RPC抗压强度,但效果不及钢纤维.当碳纤维掺量高于1.5%时,RPC抗拉强度随着碳纤维掺量的增大而降低.聚丙烯纤维对RPC抗拉强度影响相对较小,0%~0.1%掺量的聚丙烯纤维可以使得RPC抗拉强度有微小提升,当掺量为0.1%~0.4%时,RPC抗拉强度随着聚丙烯纤维掺量的增加而减小.     

混杂纤维增强高性能混凝土强度的试验

目的揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和抗裂性能的影响.方法参照国家标准和试验方法，按不同的纤维掺量设计了16组纤维增强高性能混凝土试件，进行了大量抗压强度试验和劈裂抗拉性能试验研究.结果低体积掺量的聚丙烯纤维增强高性能混凝土劈裂抗拉试验破坏为爆裂式破坏；在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维可使抗拉强度提高10%-40%，使拉压比增大到1/18-1/16；劈裂抗拉试验破坏为带有一定延性的破坏；钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时混杂纤维增强高性能混凝土的复合增强效果最好，高性能混凝土拉压比为1/16.结论适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维可使高性能混凝土的拉压比增大，提高高性能混凝土的抗裂性能.     

聚丙烯纤维与聚酯纤维对混凝土力学性能影响的研究

为了研究水胶比、粉煤灰、聚丙烯纤维与聚酯纤维对混凝土力学性能的影响,通过正交试验,以混凝土抗压强度与劈裂抗拉强度为考核指标,确定出最优组合.根据最优组合制备的聚丙烯纤维和聚酯纤维混凝土与未掺纤维的混凝土相比较得出,聚丙烯纤维和聚酯纤维均使混凝土抗压强度略有提高,劈裂抗拉强度和抗折强度提高程度较大;聚丙烯纤维混凝土与聚酯纤维混凝土相比,前者抗压强度略高于后者,但后者劈裂抗拉强度和抗折强度高于前者.     

钢纤维超吸水聚合物混凝土抗冲耐磨性能试验研究

针对高速含砂水流对水工混凝土建筑物的冲磨、空蚀破坏的问题,利用钢纤维增韧阻裂和超吸水聚合物自养护的作用,通过正交试验的方法,以标养和干养条件下28d混凝土抗压强度为考核指标,确定优选组,并与基准组混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲磨性能进行比较．试验结果表明,在干养条件下复掺钢纤维、超吸水聚合物能有效提高混凝土的抗劈裂和抗冲耐磨性能．     

掺聚烯烃粗纤维混凝土性能研究

研究了不同掺量的聚烯烃粗纤维混凝土的力学性能和变形性能,并与普通混凝土和钢纤维混凝土进行比较.结果表明,掺一定量的聚烯烃粗纤维能有效改善混凝土的弯曲韧性、抗冲击性及抗撞磨性,甚至优于同体积掺量的钢纤维混凝土.但掺聚烯烃纤维混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度和弹性模量均稍低于普通混凝土,即使增加聚烯烃纤维的掺量也不能提高其力学性能.聚烯烃纤维对混凝土的干燥收缩的影响与掺量有关.     

纤维增强珊瑚混凝土的力学性能研究及破坏形态分析

采用天然珊瑚碎屑作为粗骨料,研究在水灰比为0.4的条件下不同掺量的碳纤维、聚丙烯纤维和剑麻纤维珊瑚混凝土的基本力学指标。试验表明,随着纤维掺量的增加,珊瑚混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量均呈现先增加后减小的趋势,总体来看,最优碳纤维掺量为2 kg/m3,最优聚丙烯纤维掺量也是2 kg/m3,最优剑麻纤维掺量为4.5kg/m3。当掺入纤维过量时,珊瑚混凝土分散性降低,从而增加浆体薄弱界面,无法发挥其增强、增韧的效应反而使其强度有所下降。纤维材料能明显改善珊瑚混凝土的脆性,增加韧性,使其抗折性能显著提高,改变珊瑚混凝土的破坏形态,试件破坏时依然能保持良好的整体性。     

钢纤维高强混凝土静、动力性能试验研究

通过钢纤维高强混凝土的静力压缩和拉伸试验,研究了静压力作用下,钢纤维掺量对其抗压强度、弹性模量和泊松比的影响;研究了静拉力作用下钢纤维掺量对其抗拉强度影响;通过钢纤维高强混凝土的动态压缩试验,研究了形状效应、应变率效应对其动态抗压强度、极限应变和动力增大系数(DIF)的影响;通过动态劈裂试验研究了应变率效应对其动态抗拉强度、极限应变和动力增大系数(DIF)的影响.研究表明:2.5%的钢纤维能够显著提高混凝土的静力抗压强度、弹性模量,并能显著减小泊松比,对混凝土的抗拉强度也具有显著的增强作用;同时,动压力作用下,钢纤维高强混凝土的动态抗压强度、极限应变和DIF均随试件高径比的增大而提高;动态劈裂作用下,钢纤维高强混凝土动态抗拉强度、极限应变和DIF亦均随高径比的增大而提高.     

混杂纤维对高性能混凝土拉压比的影响

为研究低掺量钢-聚丙烯混杂纤维对高性能混凝土拉压比的影响,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土试件及1组普通高性能混凝土对比试件,通过标准试验方法进行立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,试验中考虑的因素主要是钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)和聚丙烯纤维体积率.分析各因素对高性能混凝土拉压比的影响,结果表明:混杂纤维高性能混凝土具有明显延性破坏特征,而普通高性能混凝土表现为脆性破坏,混杂纤维的掺入使高性能混凝土的拉压比最大提高了26.2%,平均提高了9.9%.在影响高性能混凝土拉压比的四个因素中,钢纤维类型的影响最大,其次是聚丙烯纤维的体积率,影响最小的是钢纤维长径比.高性能混凝土中掺入适量钢-聚丙烯混杂纤维后,拉压比显著提高,韧性得到明显改善.     

温度对C50纤维混凝土力学性能的影响

结合武汉市某工程大体积混凝土实测温度,试验研究了高温高碱环境对纤维自身力学性能的影响,及不同养护温度下混凝土的力学性能发展趋势.试验结果表明:聚丙烯纤维在10%浓度的NaOH溶液中浸泡24 h且经历室温—65℃—室温循环,纤维自身力学性能下降约10%;处理后的纤维掺入混凝土中对标准养护的试块强度无不良影响;不同养护温度下纤维混凝土力学性能发展趋势差异明显,65℃养护1 d龄期的轴心抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度可达标准养护28 d龄期相应参数的97%,74%,74%,4 d龄期轴心抗压强度、劈裂抗拉强度有一定增长趋势.因此,大体积混凝土实体结构强度评定需考虑水化温度作用的影响.     

FB/PP混杂纤维对混凝土性能的影响

为提高混凝土的韧性,添加水镁石纤维(FB)与聚丙烯纤维(PP)的混杂纤维制成纤维混凝土材料.进行了混凝土的工作性和力学性能试验,研究了纤维对塌落度、抗压强度、弯拉强度及劈裂抗拉强度的影响.实验结果表明:FB/PP混杂纤维可以明显提高混凝土的弯拉强度及劈裂抗拉强度,且优于单一纤维增强的效果.在总纤维用量为0.5%的情况下,随PP纤维比例的增加,混凝土的塌落度及抗压强度减少,但劈裂抗拉强度上升.混凝土的弯拉强度先上升,后下降.弯拉强度最大值出现在PP∶FB=0.2%∶0.3%左右.随水灰比的降低,单一FB纤维对混凝土强度的增强效果一般呈加强趋势,而FB/PP混杂纤维对混凝土弯拉强度增强效果降低,对混凝土的劈裂抗拉强度的增强效果加强.     

钢纤维超高强混凝土的力学性能试验

为了配制出强度高、韧性好、抗冲击性能良好的超高强混凝土,对钢纤维掺入体积率(Vf)为0~3%、基体强度为110 MPa以上的钢纤维超高强混凝土(SFRVHSC)进行立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗折强度和弹性模量等性能的测试,并对钢纤维超高强混凝土弯曲韧性进行了试验研究.结果表明,SFRVHSC抗压强度随Vf(0~3%)的增加有一定的增长,弹性模量随着材料抗压强度的提高略有增加;钢纤维对SFRVHSC的劈裂抗拉、抗折强度有显著的增强作用.SFRVHSC表现出优异的韧性,弯曲韧性指数I5、I10、I20分别达基体混凝土的4.71~5.15、9.47~11.23、19.02~24.06倍.SFRVHSC梁的荷载-位移曲线与坐标轴包含的面积也明显增加.     

超轻质水泥基复合材料基本力学性能

为探究超轻质水泥基复合材料(ultra lightweight cement composite,ULCC)的基本力学性能及应力-应变曲线本构关系.以粉煤灰空心微珠为唯一轻质微集料,以水泥和硅灰为胶凝材料,以高效减水剂和减缩剂为外加剂,配制了钢纤维体积掺量为1%,表观密度介于1 250~1 550 kg/m3,轴心抗压强度介于47.9~70.0 MPa的4种不同密度等级的ULCC.对其分别进行单轴抗压和单轴抗拉试验,分别研究了ULCC的轴心抗压和轴心抗拉力学性能,测得了ULCC材料轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、泊松比及单轴抗压和单轴抗拉应力-应变曲线.结果表明:ULCC的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均随密度的增加而增加; ULCC的轴心抗压强度和弹性模量与密度呈较强线性相关性.轴心抗拉试验结果表明ULCC抗拉应力-应变曲线关系呈现明显的峰后平台段,ULCC材料具有良好的拉伸变形能力.根据试验测得的ULCC单轴抗压和单轴抗拉应力-应变全曲线,建立了ULCC单轴抗压和单轴抗拉的分段式应力-应变本构方程.研究成果可为ULCC结构的设计和非线性有限元计算提供理论依据.     

大掺量粉煤灰超高性能钢纤维混凝土的静动态力学行为

研究了4种不同钢纤维掺量(体积掺量分别为0%,1.0%,1.5%,2.0%)的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的单轴压缩强度、弹性模量、单轴抗拉强度、弯曲韧性、断裂韧性、断裂能等静态力学行为,以及高速冲击、压缩作用下的应力波传播规律、应力–应变曲线和破坏特征等动态力学行为.结果表明:掺加钢纤维的大掺量粉煤灰超高性能混凝土的轴心抗压强度、弹性模量和抗拉强度略有增大,韧性指数、残余强度、断裂韧度和断裂能成倍提高;未能增加冲击、压缩作用下的应变率效应程度,但却增大动态应力–应变曲线下的面积,提高试件破坏的应变率阈值,使混凝土存在裂而不散的破坏现象.     

高温破坏时纤维增强混凝土的性能研究

对纤维增强高性能混凝土在高温下的力学特征和剥落趋势进行了试验研究．制备3种类型的混凝土：普通混凝土（NSC）和高性能混凝土（HPC1、HPC2）．高性能混凝土为分别在普通混凝土中加入5kg／m^3的聚丙烯纤维或40kg／m^3的钢纤维而制成．在龄期达到120d时加热试件,温度分别为100℃、300℃、500℃和700℃,然后冷却,测试其抗拉强度、抗压强度、弹性模量和超声脉冲速度．对比试验在室温20℃下进行．结果表明：NSC和HPCI的残余强度在500℃、700℃几乎为线性降低;而HPC2的残余强度在300℃则急剧降低,在两种HPC中,均发生了爆裂剥落现象．     

The Mechanical Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete

The compressive, shear strengths and abrasion-erosion resistance as well as flexural properties of two polypropyenc fiber reinforced concretes and the comparison with a steel fiber reinforced concrete were reported. The exprimental results show that a low content of polypropylene fiber (0.91 kg/m^3 of concrete ) slightly decreases the compressive and shear strengths, and appreciably increased the flexural strength, but obviously enhances the toughness index and fracture energy for the concrete with the same mix proportion, coasequently it plays a role of anti-cracking and improving toughness in concrete. Moreover, the polypropylene mesh fiber is better than the polypropylene monofilament fiber in improving flexaral strength and toughness of concrete, but the types of polypropylene fibers are inferior to steel fiber. All the polypropylene and steel fibers have no great beneficial effect on the abrasion-erosion resistance of concrete.