新型粗聚烯烃纤维高性能混凝土弯曲韧性

基于美国ASTM C1550标准,采用圆板试件研究了新型粗聚烯烃纤维混凝土的弯曲韧性,探讨了纤维掺量和纤维长度对纤维混凝土板能量吸收值的影响规律.通过与梁弯曲韧性试验方法的比较,发现圆板试验更加适合评价粗合成纤维混凝土的弯曲韧性.随着粗聚烯烃纤维掺量、纤维长度的增加,纤维混凝土板的能量吸收值逐渐提高.按照日本JSCE SF4韧性评价方法,掺量为6,8,11kg/m3的粗聚烯烃纤维混凝土梁的韧性指标,比相同掺量的中等弹模纤维增强混凝土分别提高了101%,68%,76%,比掺量为156kg/m3的钢纤维增强混凝土分别提高了65%,90%,138%.     

混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性

为了研究混杂纤维喷射混凝土的弯曲韧性,采用不同掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混杂以及高炉微粉复合超叠加的方法制备600mm×600mm×100mm混杂纤维喷射混凝土方板并置于刚性支撑架上,选用等位移控制对方板进行中心加载。通过生成的荷载—挠度曲线及对其进行积分所得的能量吸收值综合评价各组方板的弯曲韧性,同时,通过破坏过程评价各板裂缝控制能力。试验结果表明:掺入1.2%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板试件的弯曲韧性优于掺入0.8%钢纤维和0.11%聚丙烯纤维的喷射板,其最大峰值荷载提高了18%,板中心挠度至25mm时的能量吸收值也提高了25.6%;对于仅掺入0.8%单一钢纤维的板,混杂了0.11%聚丙烯纤维后,两种纤维间的正混杂效应使得板中心挠度至25mm时的能量吸收值提高了28.5%;高炉微粉掺量的增加能提高混杂纤维喷射混凝土板的弯曲韧性;混杂纤维喷射混凝土板均展现出了良好的裂缝控制能力,板整体呈现裂而不断的延性破坏。     

混杂纤维混凝土弯曲韧性评价体系

根据纤维总体积掺量为1%的混杂纤维混凝土四点弯曲试验和切口梁弯曲试验的荷载–挠度曲线、韧性指数I_n和纤维混凝土能量吸收值D_n等计算指标,结合试验力学模型以及弯曲韧性评价指标的含义,对两种试验方法下荷载–挠度曲线的精密度进行方差分析;对混杂纤维混凝土的韧性指数I_n、纤维混凝土能量吸收值D_n的离散程度进行统计分析。研究表明:对于低掺量混杂纤维混凝土而言,四点弯曲试验与切口梁弯曲试验的荷载–挠度曲线的精密度一致;采用纤维混凝土能量吸收值D_n作为弯曲韧性评价指标,其离散程度较小,所需要的试件数量较少,通过等效抗弯拉强度f_(eq1)、f_(eq2)可以建立弯曲韧性指标与强度指标之间的联系;选用切口梁法的试验方式和纤维混凝土能量吸收值D_n更适宜于低掺量混杂纤维混凝土弯曲韧性研究,有利于以韧性为基础的结构设计方法的发展。     

超细钢纤维混凝土弯曲韧性研究

为研究钢纤维混凝土的弯曲韧性,按照CECS 13:2009对不同纤维体积掺量(Vf=0、1%、2%、3%)、不同纤维长度(Lf=13mm、6mm)的钢纤维混凝土梁进行了四点弯曲试验。结果表明,掺加钢纤维对混凝土的抗压强度影响很小;随着纤维掺量的增加,SFRC梁的承载力提高、韧性增强、荷载-挠度曲线也更饱满,特别是当纤维长度为13mm时;根据荷载-挠度曲线提出了一种确定初裂点的方法 ,结果表明该方法可以有效判定初裂点的位置。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土弯曲韧性试验研究

普通混凝土具有易开裂,延性差、抗拉强度低的特点.针对混凝土这一系列缺点,采用不同体积掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混合掺人混凝土中.采用ASTM-C1018评价体系综合评定混凝土的弯曲韧性指标,试验研究表明:在混凝土中掺入混杂纤维后显著提高了混凝土的弯曲韧性.其中加入聚丙烯纤维能够提高小梁试件的初裂挠度和初裂点的荷载,而钢纤...     

冷拔型钢纤维混凝土板韧性试验研究

通过四组混凝土板 (共 10块 )的荷载试验 ,评定钢纤维混凝土的韧性。试验结果表明 :在混凝土中采用低掺量的DRAMIX钢纤维 (冷拔型 ) ,混凝土土板的能量吸收性能达到欧洲喷射混凝土规程根据隧洞衬砌变形工况制定的优级韧性指标。根据混凝土中控制掺入钢纤维的最小间距来分析 ,冷拔型钢纤维具有长径比大 ,抗拉强度高的优点 ,采用较低掺量的冷拔型钢纤维即可有效改善和提高混凝土的韧性与抗裂性能     

PVA-ECC的弯曲韧性方板法试验研究

主要研究了PVA纤维体积掺量对纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)弯曲韧性的影响,对PVC纤维体积掺量分别为0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%的PVA-ECC试件的抗压强度和方板法弯曲性能等进行试验研究,分析了PVA纤维在ECC中的作用机理,并对PVA-ECC方板进行能量评价。结果表明:PVA纤维体积掺量的改变对ECC材料的抗压强度影响甚微,PVA纤维体积掺量的增加对方板法弯曲韧性试验中ECC试件的初裂荷载影响不大,但峰值荷载有明显的提高,跨中挠度增加明显且裂缝宽度减小;PVA-ECC方板弯曲韧性随PVA纤维体积掺量增大而提高且体积掺量为2.0%时增韧的效果最佳。     

聚烯烃粗合成纤维混凝土抗弯韧性试验

为了解新型粗合成纤维对改善混凝土抗弯韧性的效果,试验研究了纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对混凝土抗弯韧性的影响规律.结果表明:单掺或混掺不同几何尺寸粗合成纤维后,试件具有很好的韧性,呈延性破坏;抗弯韧性指数随纤维掺量的增加而增大;基体强度提高时,抗弯韧性指数略有上升;纤维直径不同时,抗弯韧性指数变化不明显;3种合成纤维与钢纤维混掺后,其抗弯韧性指标大于单掺钢纤维或3种合成纤维混掺的试件;混掺粗合成纤维可有效改善梁裂后行为,即峰值荷载后仍保持较高荷载;而单掺钢纤维梁在峰值荷载后,荷载下降较快;新的抗弯韧性评价方法能够准确地反映粗合成纤维混凝土裂后阻裂能力高、变形大的特点.     

粗合成纤维活性粉末混凝土抗弯韧性试验

为研究不同粗合成纤维用量下活性粉末混凝土的抗弯韧性,采用四点弯曲试验对粗合成纤维用量分别为4.75,9.5,14.25,19kg·m-3的纤维活性粉末混凝土试件进行了研究,同时与不掺入纤维的素活性粉末混凝土进行了对比分析。结果表明:不掺入纤维的素活性粉末混凝土弯拉试件发生脆性破坏,试件一裂即断,未得到荷载-挠度曲线的下降段;而粗合成纤维掺入后能够提高活性粉末混凝土的韧性,使弯拉试件转变为明显的延性破坏,荷载-挠度曲线都可得到稳定的下降段,同时曲线还出现了二次强化现象,有2个峰值;随着粗合成纤维掺量的增加,弯拉试件荷载-挠度曲线的下降段愈加平缓,韧性指数增大;粗合成纤维掺量(体积分数)为1.0%~2.0%时,剩余强度在抗折强度的85%以上,此时粗合成纤维对裂后基体具有较强的阻裂能力,能够大大提高弯拉试件开裂后的韧性。     

冻融环境下塑钢纤维对轻骨料混凝土韧性影响研究

为了研究0,50,100,150次冻融循环作用后,塑钢纤维掺量对轻骨料混凝土弯曲韧性、冲击韧性的影响规律,对塑钢纤维掺量分别为0,3,6,9kg/m~3的高强轻骨料混凝土分别进行弯曲韧性试验和抗冲击性能试验,实测了轻骨料混凝土的荷载-挠度关系、初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了初裂耗能和破坏耗能。结果表明:冻融环境下,掺入塑钢纤维能显著提高轻骨料凝土弯曲韧性及抗冲击性能;冻融150次后,塑钢纤维掺量为9kg/m~3轻骨料混凝土的累积耗能为素轻骨料混凝土的115倍。     

混杂纤维高强自密实混凝土弯曲韧性试验

为探究混杂纤维改性混凝土的韧性作用机理,以镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维掺量为参数,制备了混杂纤维高强自密实混凝土,进行了弯曲韧性试验。基于试验数据,绘制荷载 挠度曲线,以弯曲韧度比为量化指标,采用数值分析方法对试件样本空间进行扩参数分析。结果表明:纳米碳纤维与镀铜微丝钢纤维在高强自密实混凝土开裂的不同阶段发挥不同层次的改性作用,使混凝土峰值荷载变形得以改善的同时,提高其极限荷载、初始弯曲韧度比和弯曲韧度比;初始弯曲韧度比最大提高幅度为34.5%,HS-S9C6试验组弯曲韧度比达0.84,且随挠度增长,弯曲韧度比下降速率较慢,混杂纤维较好地发挥了改性高强自密实混凝土的韧性作用。     

仿钢丝聚丙烯长纤维对钢纤维混凝土力学性能影响

按照国际标准对新型仿钢丝聚丙烯合成长纤维增强高性能混凝土的工作度、含气量、强度及弯曲韧性进行了试验研究。其中对该纤维混凝土的弯曲韧性按照国际材料与结构联合会(RILEM)标准进行了研究,同时还对比了钢纤维混凝土及新型聚丙烯长纤维与钢纤维混杂时纤维混凝土的韧性,得出了不同纤维混凝土的能量吸收值和等效抗弯强度,探讨了新型聚丙烯长纤维部分取代钢纤维的可能性。试验表明,该纤维具有很好的增韧效果,可以部分取代钢纤维来达到增韧增强和降低成本的目的。     

生态钢纤维混凝土弯曲韧性和断裂性能

为掌握生态钢纤维混凝土的弯曲韧性和断裂性能,分别对掺率(体积分数)为1.0%,1.7%,2.4%的2种异形生态钢纤维混凝土和掺率为0.7%,1.3%的原生高强钢纤维增强混凝土进行了无切口梁四点弯曲韧性试验和切口梁三点弯曲断裂试验。研究结果表明:生态钢纤维掺率为1.0%时,无切口梁四点弯曲荷载 挠度曲线和切口梁三点弯曲荷载 挠度及荷载 切口张开位移曲线在达到峰值后都出现局部陡降,试件残余强度较小,断裂韧度值较低,纤维对改善混凝土弯曲韧性和断裂性能的作用较小;当生态钢纤维掺率为1.7%时,混凝土弯曲韧性和断裂性能均得到显著提高,混凝土在变形达到15δ_ult,p（δ_ult,p为素混凝土峰值荷载对应的挠度）或70D_ult,p（D_ult,p为素混凝土峰值荷载对应的切口张开位移）水平时,依然具有较高的持荷能力和较好的韧性,波浪型生态钢纤维混凝土断裂能和断裂韧度是素混凝土的27.59倍和8.35倍;生态钢纤维掺率为2.4%时,混凝土弯曲韧性指标、断裂能和断裂韧度进一步增加;掺率为1.7%的生态钢纤维混凝土增韧和抗断裂效果与掺率为0.7%的原生高强钢纤维混凝土相当。     

钢纤维混凝土弯曲韧性测试方法与评价标准

按照不同国家的有关标准进行了大量钢纤维混凝土梁的弯曲韧性试验，并依据试验结果，对比了目前国际上应用较为广泛的钢纤维混凝土弯曲韧性标准的优缺点，为我国纤维混凝土技术规程的修订奠定了基础．     

钢纤维对高性能混凝土弯曲韧性和断裂能影响的试验

参照国际材料与结构联合会标准(RILEM),对钢纤维高性能混凝土开口梁进行三点弯曲试验。试验结果表明,钢纤维类型和掺量均为影响高性能混凝土弯曲韧性和断裂能的重要因素。高性能混凝土的能量吸收能力和断裂能随纤维掺量的提高而提高;与低强凸痕型钢纤维相比,端部带弯钩的高强钢纤维对高性能混凝土弯曲韧性和断裂能的提高效果更为显著。综合利用断裂能和弯曲韧性指标,才能更全面地描述混凝土在弯曲过程中的受力与破坏特征。     

机场道面混掺纤维混凝土强度与抗弯韧性试验

为了降低机场道面混凝土脆性,通过混掺高性能粗聚烯烃纤维（PP）和细聚乙烯醇纤维（PVA）来提高道面混凝土韧性。通过四点弯曲试验,测得了梁试件荷载 挠度曲线,分析了2种纤维体积掺率混掺对改善三级配机场道面混凝土弯曲韧性的效果。结果表明:纤维混掺可明显改善混凝土抗弯韧性;PP的掺入使荷载 挠度曲线出现了2次峰值;PVA体积掺率为0.2%或0.4%时,随着PP掺率增加,韧性指标值P₃₀₀,P₇₅,P₅₀均呈增大趋势;PP掺率的增加对后期韧性指标值P₇₅,P₅₀的提高更为显著;增加PVA掺率对提高第一峰值强度较为显著;PP和PVA分别以体积掺率1.1%和0.4%混掺时,机场道面混凝土抗弯韧性提高最为明显。     

改性合成纤维混凝土弯曲及抗冲击试验

针对普通混凝土道面易开裂、使用寿命无法达到设计寿命的情况,在普通混凝土中加入合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以提高混凝土的抗弯拉开裂性能及冲击韧性。对改性合成聚丙烯纤维混凝土及聚丙烯腈纤维混凝土进行了四点弯曲试验,并采用自行设计的冲击试验装置进行了冲击试验及经冻融循环后冲击试验。试验结果表明:在几乎不影响抗压强度的情况下,长度20、40 mm的合成聚丙烯纤维可以显著提升混凝土的抗弯韧性和冲击次数,经冻融后合成聚丙烯纤维混凝土的冲击次数下降幅度明显低于普通混凝土; 在抗弯韧性及抗冲击性能方面,改性合成聚丙烯纤维改善效果最佳,聚丙烯腈纤维次之,而长度40 mm的合成聚丙烯纤维又略强于长度20 mm的合成聚丙烯纤维; 在抗弯韧性方面,掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土相较素混凝土提升了60.09%～120.62%; 未经冻融前掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土在冲击试验中的初裂冲击次数和破坏冲击次数均为最高,相较素混凝土分别提升了114.29%～157.14%和120%～306.67%,相较于掺有长度为20 mm合成聚丙烯纤维的混凝土分别提升了5.56%～23.53%和15.15%～35.90%,相较于掺有聚丙烯腈纤维的混凝土分别提升了5.56%～13.33%和36.36%～60.66%; 试验结果可为混凝土道面的建设提供参考依据。     

钢纤维膨胀混凝土力学性能试验研究

对钢纤维膨胀混凝土抗压强度、抗拉强度、抗折强度及抗折韧性进行了试验研究,试验结果表明：钢纤维和膨胀剂的联合作用,大大提高了混凝土的抗压强度、劈拉强度及抗折初裂强度,并在一定程度上提高了混凝土的极限抗折强度及抗折韧性。