钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋粘结破坏试验研究

为研究混杂纤维混凝土的力学特性,以纤维体积率和长径比为关键变量,采用单端中心拉拔试验方法,进行了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(SPHFRC)与带肋变形钢筋粘结破坏的试验研究,建立了粘结强度计算公式。试验结果表明:SPHFRC与变形钢筋之间的粘结强度与SPHFRC的强度正相关。相比于单掺钢纤维混凝土、单掺聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土,SPHFRC的极限粘结强度相应提高9.2%、20.8%和26.2%;混杂纤维不仅提高了钢筋周围混凝土的抗拉强度,同时提供了侧向约束,在钢筋混凝土粘结破坏的全过程路径中均发挥着有利作用。本文提出的SPHFRC与变形钢筋粘结强度计算公式明确清晰,适用性良好,为促进混杂纤维钢筋混凝土的应用提供有益的探索。具有互补性的混杂纤维,在正混杂效应下,可有效提高混凝土的综合力学性能。本研究可为相应技术规程提供理论支持与试验依据。     

聚丙烯纤维和粗骨料对超高性能混凝土抗拉强度的影响研究

向超高性能混凝土中掺入适量粗骨料，可在不降低其力学性能的前提下有效减少胶凝材料的用量，降低其成本。同时，为改善混凝土固有的抗拉强度低的缺陷，将聚丙烯纤维和钢纤维混杂掺入混凝土中可取得较好成果。考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比、粗骨料掺量3个因素，设计并制作了18组共54个超高性能混凝土试块，通过试验研究分析聚丙烯纤维特征参数和粗骨料掺量对含粗骨料超高性能混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明，试验参数范围内，随着聚丙烯纤维体积掺量的增加，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度呈现先减后增再减的规律；随着聚丙烯纤维长径比的增大，呈现先减后增的规律；聚丙烯纤维最佳配比为体积掺量0．10％，长径比167；掺入质量分数为15％的粗骨料不会降低ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度，但当粗骨料掺量提高到30％时，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度降低明显。     

单轴循环受拉条件下SP-HFRC力学性能试验研究

通过对21个钢－聚丙烯混杂纤维混凝土（ＳＰ－ＨＦＲＣ）试件进行单轴循环受拉试验，研究ＳＰＨＦＲＣ在循环受拉条件下的力学行为变化规律。重点分析混杂纤维体积掺量及长径比对应力－应变全曲线、累积塑性应变、刚度退化、应力退化的影响。结果表明:混杂纤维具有逐级阻裂作用使得ＳＰＨＦＲＣ试件呈现明显延性破坏特征；应力－应变全曲线卸载点应变与塑性应变呈线性关系；ＳＰ－ＨＦＲＣ刚度退化过程随钢纤维体积掺量和长径比增加而减缓，受聚丙烯纤维体积掺量的影响不明显；纤维对应力退化率的影响不明显。在试验结果和相关文献试验数据的基础上，建立了ＳＰ－ＨＦＲＣ单轴循环受拉应力－应变全曲线方程，可用于结构非线性和滞回性能等的分析。     

钢纤维、玄武岩纤维及聚丙烯纤维对自密实混凝土性能的影响研究

在混凝土中掺加纤维材料,能够改善自密实混凝土抗拉性能差与延性差的缺点。在分别加入钢纤维、玄武岩纤维与聚丙烯纤维掺料的基础上,通过对自密实混凝土进行塌落扩展度、V型漏斗、L仪试验、抗压强度试验与劈裂试验,研究了纤维种类、纤维体积率与纤维尺寸对自密实混凝土流动性、间隙通过性、抗压强度及劈裂强度的影响。试验结果表明:纤维长度越大、掺量越大,其对自密实混凝土流动性的抵抗作用越强,其中玄武岩纤维的影响最明显,聚丙烯纤维其次,钢纤维相对较弱。除长度在6mm时,钢纤维可少量增强混凝土抗压强度,其他长度对抗压强度的影响不明显;聚丙烯纤维和玄武岩纤维均明显削弱了抗压强度,当聚丙烯纤维体积掺量为0.3%和长度为6mm时,混凝土抗压强度下降了55.8%。钢纤维对劈裂强度有明显影响:短钢纤维具有削弱作用,长钢纤维具有明显增强作用;但钢纤维的掺量对劈裂强度影响不大。此外,聚丙烯纤维和玄武岩纤维对劈裂强度的影响较弱。     

基于二元方差分析的钢纤维混凝土力学特性研究

通过室内试验开展了钢纤维体积率、基体混凝土强度等级两种不同试验因素对钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度指标的影响分析，并采用二元方差分析方法进行了对比验证。研究结果表明：钢纤维体积率、基体混凝土强度等级是影响钢纤维混凝土力学性能的重要因素；随着混凝土强度等级、钢纤维体积率的增加，钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗剪强度和抗折强度均呈增长趋势，但增幅会逐渐趋缓；基体混凝土强度等级对混凝土劈裂抗拉强度作用更明显，而钢纤维体积率对钢纤维混凝土抗剪和抗折强度作用更明显；二元方差分析验证结果与钢纤维混凝土指标影响实验一致。研究成果可为实际工程中优化钢纤维混凝土配合比设计提供参考依据。     

基于正交试验和灰色系统理论的混杂纤维混凝土抗压强度的研究

随着混杂纤维混凝土应用的增多，探究影响其抗压强度的因素就显得尤为重要。为了研究陶粒、钢纤维和聚丙烯纤维三种因素对混杂纤维混凝土抗压性能影响，对钢－聚丙烯纤维混凝土的抗压强度进行灰色关联分析、极差分析和方差分析。结果表明:灰色关联分析、极差分析和方差分析的三种分析的结果一致，对钢－聚丙烯纤维混凝土抗压强度影响最大的是钢纤维掺量，其次为陶粒掺量，影响最小的是聚丙烯纤维掺量。最后，就这三种因素对钢－聚丙烯纤维纤维混凝土的抗压强度的影响进行了机理分析；同时根据灰色系统理论建立钢－聚丙烯纤维混凝土抗压强度的ＧＭ（１，Ｎ）灰色预测模型。     

路用砼局部高密度混杂纤维增强增韧作用的研究

研究并讨论了钢纤维与聚丙烯纤维混杂对高性能混凝土力学性能的影响。研究结果表明,在较低掺量下（总体积率的0．9％）,混杂纤维混凝土的抗压、抗拉强度、断裂性能和抗弯韧性得到了较显著的提高,使混凝土的破坏具有预征兆性,并在混凝土材料初裂后呈现优越的应变硬化行为,体现了两者的混杂效应。     

快速修复路面的混杂纤维再生混凝土基本力学性能研究

通过计算及试配得到快速修复路面的水泥混凝土配合比,在此基础上配制了不掺加纤维的普通再生混凝土和混掺体积分数为0.15％玄武岩纤维与0.11％聚丙烯腈纤维的再生混凝土,再生骨料取代率及混杂纤维对路面再生混凝土基本力学性能的影响进行实验研究.结果表明:混凝土的各项力学性能基本上随再生骨料取代率的提高而降低;玄武岩与聚丙烯腈混杂纤维可以有效增加再生混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度.     

混杂纤维改善LC30轻骨料混凝土性能试验研究

以LC30轻骨料混凝土为试验对象,研究了轻骨料预湿时间对混凝土抗压强度的影响,考虑了将体积率0．75%和1．5%的钢纤维分别与掺量600g/m3和1200g/m3的聚丙烯纤维单掺或混掺对混凝土拌合物工作性能、抗压强度、劈裂抗拉强度、拉压比、静力受压弹性模量的影响。结果表明,轻骨料混凝土3d抗压强度随预湿时间的延长有所降低,28d抗压强度有所增加;除单掺聚丙烯纤维对混凝土抗压强度呈现负增强效应外,其余纤维均能有效改善混凝土的力学性能;采用混掺体积率0．75%的钢纤维,600g/m3的聚丙烯纤维,在节省1/2钢纤维的基础上,表现出较好的协同混杂效应,尤以劈裂抗拉强度最为显著。     

层布式混杂纤维混凝土抗压及抗拉性能试验研究

层布式混杂纤维混凝土(LHFRC)作为新型复合材料受到越来越多的重视。将钢纤维分两层均匀撒布于试件距上下表面大约20mm的层面内,而聚丙烯纤维掺杂在整个混凝土中。据此通过试验来对比层布式钢-聚丙烯混杂纤维混凝土、素混凝土(C)、层布式钢纤维混凝土(LSFRC)及聚丙烯纤维混凝土(PFRC)的立方体抗压、劈裂抗拉性能,研究聚丙烯纤维与层布式钢纤维对混凝土力学性能的影响。通过对比四种材料的抗压和抗拉性能,可为层布式混杂纤维的增强机理研究提供基础。更多还原     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验和计算方法

根据25根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和20根预应力钢纤维混凝土箍筋梁斜截面受力试验研究，分析了箍筋、剪跨比、有效预压力、钢纤维体积率和长径比对预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律. 通过理论推导，提出了预应力钢纤维混凝土梁的斜截面抗裂的计算公式。     

钢纤维高强混凝土承台承载力影响 因素试验研究

通过17个平面尺寸700 mm x 700 mm、厚度150 } 400~的钢筋钢纤维高强混凝土四桩承 台受力性能试验,探讨了混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率、钢纤维类型等对承台 开裂荷载和极限承载力的影响。结果表明,随着钢纤维体积率、承台有效厚度、混凝土强度、配筋率 的增加,承台承载力显著提高,同时钢纤维类型对承台承载力也有一定影响,在建立钢纤维高强混凝 土承台极限承载力计算公式时,应充分考虑到这些因素的影响     

扭曲型钢纤维混凝土在薄壳护坡结构中的应用研究

结合钢纤维混凝土在一种新型土石坝护坡结构中的应用,在水灰比一定的条件下,对扭曲型钢纤维体积率对混凝土主要力学性能的影响进行了试验研究。试验结果表明,掺入钢纤维可提高混凝土的抗拉、抗折强度,但增强效果并不随纤维含量的增加而成比例增加,而对抗压强度的提高影响不大,当钢纤维体积率达到0.7%后,抗压强度反而有所降低。综合试验结果和薄壳护坡结构的特性,建议在新型护坡结构中,钢纤维体积率选为0.7%。     

三点弯曲下的钢纤维高强混凝土断裂能

通过100个尺寸为100mm×100mm×515mm的不同体积率的钢纤维高强混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积率和裂缝相对切口深度对高强混凝土断裂能和作用力功的影响。结果表明,钢纤维改善了高强混凝土的断裂性能与延性。钢纤维高强混凝土断裂能增益比、作用力功增益比以及延性指数随着钢纤维体积率的增加而线性增加,随着切口深度的增加而降低;外力功对断裂能的大小起较大作用。在分析试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土作用力功和断裂能的计算公式。     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能试验研究

本文通过钢筋混凝土梁以及在受拉区部分地加入钢纤维的钢筋混凝土梁的试验及理论分析，研究了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比对钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能的影响，建立了与普遍钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的计算模型和计算公式．     

钢纤维喷射混凝土力学性能研究及应用

以不同体积掺率的钢纤维作为因变量,设计了钢纤维喷射混凝土的配合比,通过室内试验检测了其力学性能,并通过工程应用实例对其在隧道工程中应用效果进行研究。室内试验表明:当钢纤维体积掺率由0.0%增加到0.8%时,各龄期下钢纤维喷射混凝土的抗拉与抗折强度得到了较大的提高;同时考虑满足钢纤维喷射混凝土的力学性能和经济效益的情况下,建议钢纤维的最佳体积掺率取0.6%。工程应用表明:在隧道二衬结构中采用钢纤维喷射混凝土后,具有施工方便、早期强度高、能够与围岩紧密接触并提供支护抗力,对围岩扰动少等优点,且衬砌结构受压应力较小,满足结构安全设计要求,应用前景广阔。     

圆钢管增强高强混凝土柱正截面承载力计算

根据塑性理论下限定理,针对工程中常用的对称配筋形式,推导出圆钢管增强的钢筋高强混凝土柱正截面承载力解析解。在大量计算分析的基础上,提出了当钢管直径与柱截面长边尺寸之比为1/4~2/3、钢筋为HRB335级、全截面纵筋配筋率在1%~3%之间时圆钢管增强钢筋高强混凝土柱正截面承载力的简化计算方法。试验验证和算例计算结果表明,采用该简化方法的计算结果与试验值接近,偏安全,计算过程更加简捷和实用。