混合纤维增强全轻混凝土弯曲韧性试验研究

通过对不同钢纤维体积率、聚丙烯纤维掺量下,混合纤维增强全轻混凝土的弯曲韧性进行试验表明:混合纤维全轻混凝土的弯曲初裂强度、等效弯曲强度、弯曲韧性比以及弯曲韧性指数均随着钢纤维体积率的增加而明显提高,等效弯曲强度和弯曲韧性比随着聚丙烯纤维掺量增加面较大提高,弯曲初裂强度和弯曲韧性指数随聚丙烯纤维掺量变化较小,单纯考虑弯曲韧性比时可采用聚丙烯纤维等效钢纤维以降低材料自重.     

玻璃纤维复合材料增强混凝土三点弯曲试验研究

为了研究内嵌式玻璃纤维织物复合材料加固混凝土的抗弯性能以及破坏模式,对玻璃纤维混凝土展开三点弯曲试验研究,分析了玻璃纤维材料的网格尺寸、层数、短纤维含量对混凝土的影响规律。结果表明：随着纤维层数的增加,混凝土试件的抗弯韧性较素混凝土有明显上升,极限载荷比值最大达到352%;随着纤维网格尺寸的变大,混凝土试件抗弯韧性逐渐下降直至趋近于素混凝土;当混凝土试件中掺入混凝土体积2%的短纤维后,试件的抗弯性能较素混凝土提升了200%,纤维增强混凝土试件表现出良好的抗弯性能;混凝土掺入玻璃纤维后破坏模式从脆性破坏转变成塑性破坏。     

PVA纤维对混凝土抗裂与增韧效应影响的研究进展

对高抗拉强度和高弹性模量的聚乙烯醇(PVA)纤维在影响混凝土抗裂与增韧效应方面的研究进展和存在的问题进行了综述。在改善抗裂性能方面,PVA纤维提高了混凝土的抗塑性开裂能力和极限拉伸值等性能,我国大型水利水电及水运工程已经开始采用PVA纤维提高混凝土的抗裂性;在韧性提高方面,研究主要集中在纤维掺量、混凝土强度、钢筋配筋率等因素对混凝土弯曲韧性的影响上。认为应在PVA纤维增韧材料的设计理论、裂缝形成与扩展的机制、PVA纤维混凝土本构方程等方面开展进一步的研究。     

纤维混凝土抗裂性能研究

通过试验比较了单掺聚丙烯腈纤维、混掺聚丙烯腈纤维和钢纤维混凝土的强度、极限拉伸值、弯曲韧性和抗裂性能,试验结果表明,聚丙烯腈纤维能抑制混凝土早期塑性及干缩裂缝,提高混凝土早期抗弯韧性,对混凝土抵抗早期裂缝有明显影响,但对混凝土后期抗裂性能没有明显作用;混掺钢纤维与聚丙烯腈纤维明显提高了混凝土的抗压强度、抗拉强度、极限拉伸值和弯曲韧性,可同时改善混凝土早期与后期的抗裂性能,但如成型不当更易形成裂缝.     

聚丙烯纤维自密实高性能混凝土的配制及性能

为提高自密实高性能混凝土的抗渗抗裂性,将聚丙烯纤维增强与自密实混凝土技术很好地结合起来,进行了聚丙烯纤维自密实高性能混凝土的配制及性能试验.试验表明:随着聚丙烯纤维掺量在一定范围内(0～1.2 kg/m3)的增加,通过调整砂率、增加胶凝材料用量、增加用水量、减小骨料最大粒径、增加高效减水剂用量等措施可以保证纤维自密实混凝土的高工作性.混凝土凝结硬化后,当聚丙烯纤维掺量较低时(0～0.9 kg/m3),它对自密实混凝土的力学性能没有明显影响;当聚丙烯纤维掺量较高(大于1.8 kg/m3)时,它对自密实混凝土的力学性能会产生不良影响.纤维增强自密实混凝土的抗渗抗裂试验表明:聚丙烯纤维掺量越大,混凝土的抗裂性越强;而抗渗性则随聚丙烯纤维掺量的增大先呈增强趋势,但当聚丙烯纤维超过一定量(1.8 kg/m3)时,混凝土的抗渗性呈下降趋势.聚丙烯纤维对混凝土性能的影响主要源于其阻裂效应和弱界面效应共同作用的结果.     

纤维改性混凝土在水利工程中的应用研究

我国水利工程有很多集中在西部高海拔和低温地区,这样的条件对于工程中的混凝土就提出了更高的要求。纤维以其自身独特的优点已经在工程中应用越来越广泛,针对不同纤维掺量的混凝土进行一系列耐久性研究,期望得到最佳的纤维掺量。结果表明:不同纤维掺量对于混凝土的抗压强度影响不大,当纤维掺量为1.2 kg/m3时,抗拉强度增加最多为19.9%;纤维改性混凝土能明显的改进混凝土的抗渗性和抗冻性;当纤维掺量为1.2 kg/m3时,干缩变形最小,与未加入纤维的混凝土相比降低了29.8%。因此,纤维改性混凝土能显著的提高混凝土的耐久性,且最优掺量为1.2 kg/m3。     

超高韧性水泥基复合材料基本力学性能

超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)是一种中等纤维体积掺量的随机分布的短纤维增强高性能水泥基复合材料。本文通过单轴拉伸试验、四点弯曲试验、单轴抗压试验、三点弯曲缺口梁断裂试验研究了这种新型材料的抗拉、抗弯、抗压和断裂性能。试验结果表明，超高韧性水泥基复合材料在拉伸和弯曲荷载作用下具有假应变硬化和多缝开裂特性，以及高延性、高韧性和高能量吸收能力。极限荷载时的最大裂缝宽度在50μm左右，如此小的裂缝宽度可以有效地阻止侵蚀性物质的侵入，提高钢筋混凝土结构的耐久性。拉伸和弯曲试验测得的超高韧性水泥基复合材料的极限拉伸应变在3%以上，平均裂缝间距1mm左右。超高韧性水泥基复合材料的抗压强度类似于混凝土，抗压弹性模量较低，但受压变形能力比普通混凝土大很多。通过三点弯曲缺口梁试验证明，超高韧性水泥基复合材料的峰值荷载和峰值荷载对应变形都较基体有明显的提高。缺口拉伸试件和缺口梁试件均证明，超高韧性水泥基复合材料可以将单一裂缝细化成多条细裂缝，同时超高韧性水泥基复合材料具有对小缺口不敏感的特性。四种试验的结果证明超高韧性水泥基复合材料在各种破坏荷载作用下均能保持良好的整体性，不发生碎裂破坏。     

双掺纤维膨胀剂水工混凝土抗裂性能试验研究

鉴于膨胀剂和纤维在改善混凝土抗裂性能方面机理不同,通过室内试验对双掺纤维膨胀剂水工混凝土抗裂性能展开研究.结果显示,双掺膨胀剂纤维混凝土的抗裂性能比单掺膨胀剂或混凝土的抗裂性能存在明显优势.根据试验结果,考虑工程的经济性,建议混凝土中UEA膨胀剂掺量为16 kg/m3、纤维掺量为0.5 kg/m3.     

玻璃纤维与聚丙烯纤维混凝土性能的对比试验

设计了常温下普通强度等级混凝土和高性能自密实混凝土的试验,对比分析了玻璃纤维和聚丙烯纤维在掺量一致(0.5kg/m3和1.0kg/m3)、长度相近的条件下对混凝土性能的影响。试验表明,玻璃纤维和聚丙烯纤维均能提高普通混凝土的抗折强度和劈拉强度,但玻璃纤维的效果优于聚丙烯纤维。玻璃纤维和聚丙烯纤维对高性能自密实混凝土抗压强度和抵抗早龄期自由收缩的能力的影响区别不明显,但均能改善高性能自密实混凝土受压时的脆性破坏特征。     

混合纤维增强全轻混凝土早龄期抗裂性试验研究

试验研究了掺加聚丙烯纤维对钢纤维全轻混凝土早龄期抗裂性能的影响。根据力学性能试验结果,选取钢纤维体积率为1.0%,并按照强度等级LC35、轻骨料密度800级进行全轻混凝土配合比的设计,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3范围内选取5个水平。结果表明,聚丙烯纤维与钢纤维混掺具有提高全轻混凝土早龄期抗裂性的作用,早龄期抗裂性随着聚丙烯纤维掺量的增加而提高,在掺量为0.9 kg/m3时效果最佳,裂缝降低系数达到71.4%(相对于未掺聚丙烯纤维时)。     

不同纤维及掺量对混凝土的强度影响规律分析

为研究不同纤维与混凝土基质的协同变形作用,针对单掺ＰＶＡ纤维、单掺ＵＰＥ纤维以及两者混合掺入3类情况的试样不同龄期不同掺量的强度特性进行了试验分析,研究显示:ＵＰＥ纤维与混凝土的结合性比ＰＶＡ纤维好,但难分散,试样的离散性较大;混合纤维（ＵＰＥ和ＰＶＡ纤维体积掺量1∶1）混凝土比较经济,综合力学性能也最高,其抗折强度最佳掺量为0．4％,此时抗折强度为6．6ＭＰａ,提高率为24．1％;抗压强度达49ＭＰａ,提高率为8％;折压比为0．135,提升14．4％。     

纤维自密实水泥基补强材料抗裂性能研究

纤维自密实补强材料抗裂性能研究结果表明:当PP纤维掺量相同时,自密实补强材料的开裂指数随着纤维长度的增加而降低;同样长度的纤维,在一定掺量范围内,开裂指数随着纤维掺量的增加而降低;纤维长度相同、掺量相同时,掺加PVA纤维补强材料的抗裂效果好于掺加PP纤维的补强材料;在相同条件下,掺加硅粉可以提高纤维补强材料的抗裂性能。     

高掺量钢纤维自密实混凝土梁抗弯性能分析

通过不断试配,获得体积掺量为3.0%的高掺量钢纤维自密实混凝土的配置方法,并在混凝土力学性能测试中得到相应配合比下混凝土的力学性能指标。利用ANSYS有限元软件,对所设计的试验梁以实测材料参数为依据进行数值模拟。计算结果表明,体积掺量为3.0%的钢纤维钢筋自密实混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁相比,其开裂荷载、屈服荷载、弯曲韧性及结构刚度得到明显提升。通过对3.0%的高掺钢纤维自密实钢筋混凝土梁与普通钢筋自密实混凝土梁在裂缝宽度随荷载的变化规律及同一截面不同高度处混凝土应变的分布情况的对比分析,发现钢纤维具有良好的阻裂作用,并能有效提高混凝土的极限拉应变。     

结构型钢纤维对混凝土单裂缝渗透特性的影响

为研究纤维对裂隙混凝土渗透性能的影响,借鉴圆盘劈裂试验引入可控裂缝,并采用Supereyes数码显微镜和Image Pro Plus(IPP)图像分析软件对裂缝形态进行了分析。对于带裂缝试件,分别利用变水压和恒定水压渗透试验研究了其抗渗性能;参照达西定律及平板渗流模型,提出了在考虑纤维影响后单裂隙混凝土渗透性能的分析方法。研究表明:在圆盘劈裂试验中素混凝土试件发生脆性破坏、无法控制裂缝的发展速率,而掺入结构型钢纤维后,试件不仅表现出良好的韧性和变形能力,而且可实现裂缝扩展速率的有效控制;结构型钢纤维可提高裂缝曲折度,降低裂缝修正系数和渗透介质通过混凝土的能力。与传统变水压渗透系数相比,恒水压渗透试验得出的修正单裂隙渗透系数可较敏感地反映内部裂缝对混凝土渗透性的影响,定量分析裂缝与混凝土渗透性之间的关系。     

不同纤维替代自密实混凝土梁中抗剪箍筋的试验研究

摘要： 通过对一系列有箍筋和无箍筋自密实混凝土简支梁在两点对称集中荷载作用下的受剪试验分析，本文研究了纤维类型、纤维掺量以及配箍率等变化参数对混凝土梁斜截面受力性能的影响，并分析了用钢纤维和混杂纤维部分替代抗剪箍筋的可能性。试验梁加载时采用位移控制。结果表明，适量的钢纤维和混杂纤维能够部分替代混凝土梁中的箍筋。当箍筋和混杂纤维共同作用时可显著提高自密实混凝土梁的极限剪力、荷载峰值后的剩余承载能力以及韧性。混杂纤维能够改变按构造要求配置箍筋的混凝土梁的破坏形态，使梁从脆性的剪切破坏转为延性的弯曲破坏。     

非晶合金纤维增强水泥砂浆性能试验研究

以钢纤维为对比,研究了不同掺量的非晶合金纤维对水泥砂浆流动性、抗压和抗折强度的影响,提出了预测非晶合金纤维混凝土抗折强度的经验公式,并采用扫描电子显微镜观察纤维与基体的粘结状态。结果表明:与钢纤维相比,非晶合金纤维显著提高了砂浆的力学性能。1.0%掺量下非晶合金纤维增强砂浆28 d抗压强度和抗折强度与未掺纤维试样相比分别增加了28.6%和51.9%,与相同掺量下钢纤维增强砂浆相比分别增加了9.9%和14.5%。非晶合金纤维抗拉强度高,抗腐蚀性能强,在砂浆中分散均匀,与砂浆基体粘结良好,在较低掺量下即可有效提高砂浆的抗压和抗折强度,增加砂浆的韧性。     

含水率及加载速率对纤维增韧喷射混凝土弯曲韧性的影响

试验中观察到含水率及加载速率对钢纤维、粗合成纤维增韧喷射混凝土弯曲韧性测试中的脆断概率影 响显著,为此,研究了这2 个试验条件对弯曲韧性测试的影响. 试件在(20依2)益、(60依5)% 相对湿度条件下分 别干燥0,16,24 及72 h,获得不同程度的干湿状态;然后按照ASTM C1609 及CECS 13 的三分点加载,以 0. 05 mm/ min加载速率测试弯曲韧性. 对于干燥时间分别为24 和72 h 的试件,以0. 05,0. 10 及0. 20 mm/ min 加 载速率分别测试其弯曲韧性. 结果表明,随着含水率降低,第一峰值弯曲强度明显降低;未经干燥的水饱和试件 弯韧试验中均发生脆断,但经干燥非饱和试件的特定挠度下残余弯曲强度、弯曲韧性T100,2. 0 随含水率降低而呈 现降低趋势. 纤维增韧喷射混凝土第一峰值强度、残余弯曲强度、弯曲韧性随加载速率提高而增大;配合比相同 时,相对含水率较高,上述抗弯性能随加载速率提高而增大的趋势更为明显;其原因可以解释为受孔隙中自由 水Stefan 效应引发黏聚力作用.     

改性PP纤维混凝土在季节冻土区渠道衬砌中的应用

吉林省是最早在渠道防渗工程中使用改性PP纤维混凝土技术的省份,在渠道防渗衬砌工程中取得了较好的社会效益和经济效益。但在应用的同时,也存在着盲目使用及使用不当等问题。因此,应科学认识和客观评价改性PP纤维混凝土的性能,并重视后评价工作。