离心成型钢纤维混凝土受力性能试验研究

通过试验研究了离心成型钢纤维混凝土环形截面构件的弯曲抗拉、劈裂抗拉和轴心抗压性能,分析了钢纤维体积率、基体混凝土强度和箍筋对离心成型混凝土环形截面构件的弯曲抗拉强度与变形、劈裂抗拉强度和轴心抗压强度的提高作用,为离心成型钢纤维混凝土的工程应用提供了依据。     

钢纤维混凝土离心成型工艺试验研究

针对钢纤维混凝土离心成型时各工艺参数的确定进行系列试验研究。通过对离心成型环形截面钢纤维混凝土试件的切片试验,研究离心时间、离心加速度、粗骨料级配、钢纤维的长度和体积率等因素对钢纤维在构件横截面、纵截面的分布形态的影响规律,确定了将离心成型钢纤维混凝土应用于输变电线路电杆时的各参数取值范围,为工程应用提供科研依据。     

离心成型钢纤维混凝土弯曲拉伸性能试验研究

通过试验研究了离心工艺参数、骨料级配、钢纤维长度和体积分数等因素对离心成型钢纤维环形截面混凝土的弯曲拉伸强度、受拉应变和变形的影响规律.结果表明,当选用长度较小的钢纤维时,适当延长离心成型中速阶段的离心时间可提高钢纤维混凝土的弯曲拉伸强度和极限变形能力;当选用长度较大的钢纤维时,适当增大中速阶段的离心加速度可提高钢纤维混凝土的弯曲拉伸强度和极限变形能力;选取粗骨料级配为5~10,5~15 mm时,钢纤维长度为25~32 mm可获得较高的弯曲拉伸强度和极限变形能力.钢纤维体积分数宜取1.2%左右.经统计分析提出了离心成型钢纤维混凝土的弯曲拉伸强度计算公式.     

试件成型方式对纤维分布和弯拉强度的影响

选取国内定型生产的钢板剪切型钢纤维,研究标准棱柱体试件采用卧式和立式成型方法对混凝土中钢纤维分布形态和钢纤维混凝土弯拉强度的影响.对试件进行切片试验研究表明,钢纤维在混凝土中趋于沿垂直于成型方向分布的规律,分布特征明显受到水泥用量、钢纤维长度和体积分数的影响.对试件进行弯拉强度试验表明,钢纤维对卧式成型混凝土试件弯拉强度的增强作用大于对立式成型混凝土试件弯拉强度的增强作用.研究成果为修订《钢纤维混凝土试验方法》(CECS 13:89)提供了参考.     

离心成型钢纤维混凝土力学及耐腐蚀性能试验研究

通过力学性能试验,研究了离心成型钢纤维混凝土环形截面构件的弯曲抗拉和劈裂抗拉性能。通过在硫酸钠和硫酸溶液中的侵蚀试验,研究了离心成型钢纤维混凝土的耐腐蚀性能。结果表明,钢纤维的掺入能显著的提高离心成型混凝土构件的抗裂性能和变形能力,同时也提高了混凝土抵抗硫酸盐侵蚀的能力。     

波纹型钢纤维-混杂纤维混凝土界面黏结性能

考虑钢-聚丙烯混杂纤维体积分数、波纹型钢纤维埋置深度和混凝土基体强度等因素,设计制作了21组混杂纤维混凝土拉拔试件,通过拉拔试验研究了波纹型钢纤维与混杂纤维混凝土基体的界面黏结性能.基于实测的钢纤维拉拔力-滑移曲线,分析了上述因素对波纹型钢纤维最大黏结力和拉拔功的影响规律,阐明了界面黏结机理.结果表明:当波纹型钢纤维体积分数为1.50%、聚丙烯纤维体积分数为0.05%时,界面黏结性能最佳;界面黏结力随着基体强度的提高而提高;增大钢纤维的埋置深度,界面黏结强度提高,但当埋置深度大于8mm时,界面黏结强度随着埋置深度的增加而减小.     

钢纤维掺加方式对混凝土抗折强度影响研究

普通混凝土中掺加钢纤维能显著提高混凝土的力学性能,使钢纤维混凝土具有很大的延性、韧性,以及较高的抗折性能.通过试验与理论分析,研究了钢纤维掺加方式对纤维混凝土抗折强度的影响规律.研究表明:钢纤维混凝土抗折强度随着纤维掺量几乎成线性增长;随着基体混凝土强度等级提高,增长幅度逐渐变大;掺加螺纹型钢纤维对混凝土抗折强度的提高幅度要大于细切丝纤维,且单纯地掺加细切丝或者螺纹型钢纤维对抗压强度的提高幅度均高于任何一种混合掺加状态.     

离心成型钢纤维混凝土纤维分布理论研究

根据离心运动规律,建立了离心成型混凝土中固体颗粒的沉降速度表达式,并对比了钢纤维与粗、细骨料沉降速度的关系,从而确定了在离心成型钢纤维混凝土中钢纤维的分布位置;从粘性液体与固体相互作用的角度出发,分析了离心沉降力、粘性液体的剪切摩擦力对纤维分布方向的影响,得出了离心成型钢纤维混凝土中纤维的理论分布规律,试验证明了这种分析的正确性,从而为改善离心成型钢纤维混凝土的性能、促进其工程应用提供了理论依据．     

砂率对剪切型钢纤维增强混凝土性能的影响

试验研究了用水量、水灰比、钢纤维长度和体积分数变化条件下砂率对薄板剪切型钢纤维增强混凝土的拌和物工作性及立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律.结果表明:钢纤维在基体混凝土拌和物中的“棚架”效应导致了钢纤维混凝土拌和物的坍落度降低,在基体混凝土易于振动成型的情况下,这种效应迅速减弱而不明显影响钢纤维混凝土的振动成型.随着砂率的增大,钢纤维混凝土的拌和物坍落度及立方体抗压强度和劈裂抗拉强度呈现先增大后减小的规律.提出了薄板剪切型钢纤维增强混凝土的合理砂率取值与配合比设计的建议.     

钢纤维对混凝土抗冻性能影响的试验研究

通过钢纤维混凝土试件的冻融循环试验,研究了钢纤维体积率、冻融循环次数、混凝土强度等级对冻融循环作用下钢纤维混凝土基本力学性能的影响,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理.试验结果表明:混凝土强度等级较高时,钢纤维体积率对混凝土抗冻性能的影响比较显著.钢纤维的加入以及混凝土强度等级的提高是改善钢纤维混凝土抗冻性能的有效途径.     

在冻融作用下钢纤维混凝土的性能

通过冻融循环试验,研究了钢纤维体积率、冻融循环次数、混凝土强度等级对冻融循环作用下钢纤维混凝土动弹性模量的影响,分析了钢纤维混凝土剥落和损伤机理;测试了钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度和抗折强度,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理。试验结果表明,混凝土强度等级较高时,钢纤维体积率对混凝土抗冻性能的影响比较显著,抑制了钢纤维混凝土的剥落,降低了钢纤维混凝土损伤速率。     

冻融条件下钢纤维混凝土与老混凝土粘结面的劈拉性能

通过对105块100mm×100mm×100mm钢纤维混凝土与老混凝土立方体粘结试块快速冻融后的劈拉试验,探讨冻融循环次数、钢纤维体积率等因素对新老混凝土粘结性能的影响。结果表明,钢纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度随冻融次数增加而下降、随钢纤维体积率的增加有一定程度提高。最后,建立了考虑老混凝土劈拉强度、冻融循环次数和钢纤维体积率影响的钢纤维混凝土与普通老混凝土粘结劈拉强度的计算模式。     

钢纤维混凝土剪力墙斜截面裂缝试验研究

分别对不同钢纤维体积率、相同混凝土强度等级的5个钢筋混凝土剪力墙试件及不同混凝土强度等级、相同钢纤维体积率的3个钢筋混凝土剪力墙试件,进行了低周反复荷载作用下的受剪性能试验研究,分析了钢纤维体积率及钢纤维混凝土强度等级对钢筋混凝土剪力墙的斜截面抗裂性能和斜裂缝的影响.试验及分析表明:掺加钢纤维的钢筋混凝土剪力墙的斜截面开裂荷载比普通钢筋混凝土剪力墙明显提高,斜裂缝显著降低.斜截面抗裂性能较好.     

磁化水钢纤维混凝土压拉性能试验与分析

为提高钢纤维混凝土的压拉性能,将磁化水技术应用到钢纤维混凝土中。对磁化水水流速度与钢纤维体积率进行正交试验,并制作标准试块进行压拉强度试验,研究磁化水对钢纤维混凝土压拉性能的影响。试验结果表明:磁化水能有效提高钢纤维混凝土的压拉强度,当磁场强度为285 mT,水流速度为2.1 m/s,钢纤维体积率为1.8%时,磁化水钢纤维混凝土的压拉强度与素混凝土相比,28天立方体抗压强度提高23.71%,劈裂抗拉强度提高43.63%。对磁化水增强钢纤维混凝土压拉性能机理进行分析可知,磁化水能通过提高混凝土压拉强度和改善钢纤维与混凝土间的界面粘结力,增强钢纤维混凝土的压拉性能。     

大粒径钢纤维混凝土劈拉性能研究

基于水利工程中对大粒径混凝土的防裂增韧要求,进行了二级配骨料钢纤维混凝土试件的劈拉试验,探讨了钢纤维体积率(钢纤维掺量)对混凝土劈拉强度的影响,提出丁提高钢纤维对混凝土劈拉强度影响系数的思路和劈拉强度的计算公式.结果表明:钢纤维对二级配混凝土劈托强度有良好的增强效果.     

钢纤维对地坪混凝土性能的影响

通过引入不同型号和掺呈的钢纤维.着重研究其对C25地坪混凝土工作性能,力学性能、弯曲韧性和抗冲击性能的影响规律和作用机理.试验结果表明:不同型号钢纤维对地坪钢纤维混凝土的工作性能影响不同,在同一型号钢纤维下随着掺量增加地坪钢纤维混凝土的工作性能降低;相对不掺入钢纤维的地坪混凝土,掺入钢纤维后地坪钢纤维混凝土抗压强度均略有下降,但抗折强度都能提高50%以上,弯曲韧性和抗冲击性能也都可得到显著改善:掺量对地坪钢纤维混凝土抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能的影响不明显.通过试验结果综合分析,C25地坪钢纤维混凝土选用CW07型钢纤维,掺量在20-30 kg/m3较为合适.     

荷载损伤后纤维轻骨料混凝土氯离子侵蚀研究

为研究荷载损伤对纤维轻骨料混凝土抵抗氯离子侵蚀性能的影响,设计了掺加聚丙烯纤维、钢 聚丙烯纤维、钢纤维3种轻骨料混凝土,开展了抗拉和抗压试验。分别在40%,60%,80%极限荷载3种拉、压应力水平下持续加载60 s,并测量加载后的残余应变。卸载后将试件切割成直径100 mm、厚50 mm的圆柱体,通过NEL法测定氯离子扩散系数。研究结果表明:混凝土残余应变随着拉、压荷载等级的增大而增大,纤维对轻骨料混凝土极限强度和变形能力提高显著;未施加荷载时,随着纤维的增加,单掺聚丙烯纤维组氯离子扩散系数变小,混掺纤维组基本保持不变,钢纤维组显著增加;施加荷载后,纤维的增加没有显著改善轻骨料混凝土抗氯离子侵蚀能力;残余应变与氯离子扩散系数间存在正相关特性,残余应变越大,氯离子扩散系数越大。     

钢筋钢纤维高强混凝土板冲切承载力

通过对6块尺寸为1 800 mm×1 800 mm×150 mm钢纤维高强混凝土板的冲切试验,研究混凝土强度等级和钢纤维体积率对板冲切极限承载力的影响。结果表明:钢纤维高强混凝土板冲切破坏之前的变形主要是弯曲变形,钢纤维的掺入提高了钢筋混凝土板的冲切承载力。在试验结果的基础上,运用统一强度理论和塑性极限分析方法,建立钢筋钢纤维高强混凝土板冲切极限承载力的计算公式。