高强钢纤维轻骨料混凝土力学性能研究

通过正交试验研究水胶比、纳米Si O2掺量、陶粒种类、粉煤灰掺量对轻骨料混凝土抗压强度的影响,对高强轻骨料混凝土的配合比进行优化,成功配制出LC40高强轻骨料混凝土。基于优化的配合比,进一步研究了钢纤维体积掺量对高强轻骨料混凝土抗压、抗拉及抗折强度影响。结果表明,钢纤维的掺加有利于进一步提高高强轻骨料混凝土的强度及拉压比,改善混凝土的脆性。     

钢纤维高强轻骨料混凝土弯曲韧性与抗冲击性能

为了研究钢纤维对高强轻骨料混凝土弯曲韧性和抗冲击性能的影响规律,对钢纤维掺量（体积分数）分别为0%,05%,10%,15%,20%的钢纤维高强轻骨料混凝土(SFHLWC)进行了抗弯性能和自由落锤抗冲击性能试验,实测了其荷载挠度曲线和初裂冲击次数、破坏冲击次数,并计算了韧性指数和冲击能量.结果表明：掺入钢纤维能显著提高高强轻骨料混凝土的弯曲韧性和抗冲击性能,钢纤维高强轻骨料混凝土的韧性指数与冲击能量呈对数关系.     

钢纤维掺量对轻骨料混凝土力学性能的影响

通过开展不同体积掺量钢纤维(0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%)轻骨料混凝土抗压强度、弯折韧性和抗冲击性能等力学性能试验研究,分析不同掺量钢纤维对轻骨料混凝土各项力学性能的影响规律。试验表明:钢纤维掺入到轻骨料混凝土中后,有助于提高轻骨料混凝土抗压强度,显著改善轻骨料混凝土受压破坏形态;轻骨料混凝土的抗折强度随着纤维掺量的增加而显著改善,并能提高轻骨料混凝土的折压强度比,改善轻骨料混凝土的脆性问题;对轻骨料混凝土的弯折韧性增强作用较为显著,试验发现掺入钢纤维后的轻骨料混凝土弯折韧性比没有掺加钢纤维的轻骨料混凝土显著提高;钢纤维对轻骨料混凝土的抗冲击性能增大幅度较为显著。     

玄武岩纤维增强高强轻骨料混凝土基本力学性能试验

通过对LC50高强轻骨料混凝土在短切玄武岩纤维体积掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%时的基本力学性能的试验研究,分析了玄武岩纤维的体积参量对高强轻骨料混凝土力学强度的影响。试验结果表明:玄武岩纤维的掺入改善了高强轻骨料混凝土的脆性,其立方体抗压强度和轴心抗压强度均在玄武岩纤维体积掺量为0.1%时达到峰值,劈裂抗拉强度随着纤维体积掺量的增加而持续增大,抗折强度在纤维体积掺量达到0.2%后有下降趋势;分析得到短切玄武岩纤维高强轻骨料混凝土的最佳纤维体积掺量,为玄武岩纤维高强轻骨料混凝土的工程应用提供理论基础。     

混凝土的耐钻磨性研究及数学模型

研究了水泥石和骨料的显微硬度以及骨料体积分数对混凝土耐钻磨性和抗压强度的影响,探索了影响混凝土耐钻磨性的主要参数,并基于两相复合材料理论建立了混凝土耐钻磨性的数学模型.结果表明:在各组分显微硬度和骨料体积分数分别变化时,混凝土耐钻磨性和抗压强度之间并不一直存在线性关系;各组分显微硬度及其体积分数是影响混凝土耐钻磨性的主要参数;根据混凝土耐钻磨性的数学模型得出的预测硬度与实测硬度偏差大都在20%以内,验证了所提模型的合理性.     

微钢纤维与骨料粒径匹配关系对混凝土强度的影响

为了研究钢纤维混凝土中钢纤维与骨料粒径匹配关系及相关性能的影响,进行了不同粒径的骨料、不同纤维体积掺量的钢纤维混凝土配合比试验。制作了圆柱体轴心抗压强度试件,通过试验得到轴心抗压强度,分析各项试验数据,结果表明,随着钢纤维掺量的增加以及骨料粒径的增大,混凝土的轴心抗压强度均有显著的提高;分析并建立相应数学模型,为今后钢纤维混凝土理论研究提供了参考价值。     

钢-PVA混杂纤维高强再生骨料混凝土断裂性能

为提高再生骨料混凝土的断裂性能,通过三点弯曲梁断裂试验,研究钢纤维、钢-PVA混杂纤维对高强再生骨料混凝土(RAC)断裂性能的影响。结果表明：未掺纤维的高强RAC脆性较大,断裂性能差,而钢纤维、钢-PVA混杂纤维对高强RAC的断裂破坏延缓作用明显;钢纤维与PVA纤维混杂后的高强RAC比单掺钢纤维时,其荷载-变形曲线更为饱满且下降段更为平缓;单掺钢纤维时高强RAC的失稳韧度及断裂能显著提升,但起裂韧度基本没有提高,而钢纤维与PVA纤维混杂后RAC各项断裂参数均有明显改善,对其起裂韧度的提升效果较好,在体积掺量为0.2%的PVA纤维与体积掺量为1.0%的钢纤维混杂时混杂效应较优,对高强RAC各项断裂性能的改善效果最为理想。     

高强高掺量纤维增强混凝土静、动力性能的试验研究

为了对比研究高强高掺量钢纤维混凝土和聚丙烯纤维混凝土的静动力性能，配制了抗压强度等级为55MPa的高强高掺量钢纤维混凝土和聚丙烯纤维混凝土，对其进行了立方体抗压强度、劈拉强度、棱柱体抗压全应力-应变曲线、四点弯曲和分离式霍普金森杆动力学性能的试验。结果表明，高强高掺壁钢纤维混凝土的静、动力学性能优于同强度等级的高强高掺量聚丙烯纤维混凝土。     

钢纤维粉煤灰再生混凝土强度正交试验研究

利用正交试验方法对钢纤维粉煤灰再生混凝土（以下简称再生混凝土）的强度性能进行了试验,考察了粉煤灰取代率（质量分数）、钢纤维掺量（体积分数）和再生粗骨料取代率（质量分数）对再生混凝土28d立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响,并对试验结果进行了系统分析.结果表明：粉煤灰取代率对再生混凝土抗压与抗折强度的影响规律一致,但对其劈裂抗拉强度的影响规律却不相同;再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度均随钢纤维掺量的增加而增大,但钢纤维掺量对劈裂抗拉和抗折强度的影响显著,对抗压强度的影响较小;再生粗骨料取代率对抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律基本一致,强度总体上随再生粗骨料取代率的增大而增大.要使再生混凝土强度得到提高,需降低粉煤灰的取代率,增大钢纤维掺量和再生粗骨料取代率.当粉煤灰取代率在30%以内、钢纤维掺量在18%以内时,粉煤灰取代率对再生混凝土抗压强度的影响最大,其次是再生粗骨料取代率,最次是钢纤维掺量;钢纤维掺量对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的影响最大,其次是粉煤灰取代率,最次是再生粗骨料取代率.     

钢纤维膨胀再生混凝土的试验研究

利用掺加钢纤维和膨胀剂对再生混凝土进行强化改性,配制出高强高性能的再生骨料混凝土.试验结果表明:钢纤维膨胀再生混凝土的强度,在一定范围内随膨胀剂(UEA)掺量的增大而增加,但工作性能随UEA掺量的增大而降低,在钢纤维体积分数与UEA掺量最佳匹配值下,强度的提高幅度最大,工作性能满足要求.试验得出,掺入1.5%的钢纤维时,UEA的最佳掺量为12%.     

钢纤维再生混凝土抗压强度试验研究

选用0、40%、70%、100%4个再生骨料掺量及0、0.5%、1%3个钢纤维掺量,对C20、C25、C30、C35不同强度等级的钢纤维再生混凝土进行了48组配合比试验研究,分析了再生骨料和钢纤维掺量这两个配合比因素对钢纤维再生混凝土抗压强度的影响。试验结果表明:抗压强度随着再生骨料掺量的增加而减小,随着钢纤维的掺加增加而增大,当再生骨料掺量为40%、70%、100%时,其抗压强度分别降低约2%～9%、5%～11%、10%～29%;当钢纤维掺量为0.5%、1%时,其抗压强度分别增加约3%～10%、5%～13%。用再生骨料掺量为70%、钢纤维掺量为0.5%进行钢纤维再生混凝土配合比设计,可使其获得良好的和易性、满足强度及经济性要求。     

高强混合钢纤维混凝土的力学性能

为改善高强混凝土的脆性,将2种尺寸的钢纤维混合掺入高强混凝土中,通过抗压强度、抗拉强度及抗折强度分析了不同钢纤维混掺对其力学性能的改善作用;采用ASTM C1018方法分析了高强混合钢纤维混凝土的韧性.结果表明:长、短钢纤维混掺会降低高强混凝土的流动性,且短钢纤维对其流动性影响更为显著;在相同掺量(体积分数)下,混掺钢纤维高强混凝土的抗压强度及抗折强度较单掺钢纤维高强混凝土高;当长、短钢纤维混掺比适当时,其劈裂抗拉强度也有所提高;长、短钢纤维混掺对高强混凝土韧性改善效果显著,采用1.50%长钢纤维与0.50%短钢纤维混掺可达到最佳增韧效果.     

钢纤维混合骨料混凝土抗压性能试验研究

通过试验研究了钢纤维类型、钢纤维体积掺量、轻骨料掺量以及水胶比对混合骨料混凝土立方体抗压强度以及棱柱体抗压强度的影响。结果表明,水胶比以及轻骨料替代率是影响立方体抗压强度的主要因素;影响棱柱体强度的主要因素为水胶比,轻骨料替代率、钢纤维类型和钢纤维掺量影响相对较小;影响比强度的主要因素为水胶比。在试验的基础上,得出钢纤维混合骨料混凝土立方体抗压强度与棱柱体抗压强度的回归公式是fc=0.845fcu。     

钢纤维掺入方式对混凝土流动性及力学性能的影响

为探究钢纤维掺量及掺入方式对混凝土力学性能及流动性的影响,通过12组正交试验,测定了3种钢纤维掺入方式及不同钢纤维掺量下混凝土的流动性、抗压强度和抗折强度,得出了不同掺入方式及掺量下钢纤维对混凝土流动性和力学性能的影响规律。试验结果表明,掺入方式对混凝土流动性能的影响比力学性能更为显著,当钢纤维掺量小于1%时,直接将钢纤维加入混凝土效果较佳;当纤维掺量大于1%时,钢纤维等体积取代骨料并改变砂率的方式效果较佳。     

钢纤维改善轻骨料混凝土力学性能的试验研究

研究了钢纤维掺量不同(体积分数分别为0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%)的钢纤维轻骨料混凝土(SFLWC)静态力学性能和自由落锤抗冲击性能,其中的静态力学性能包括立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折初裂强度、抗折强度、静力受压弹性模量、抗折模量和弯曲韧性等.试验结果表明:掺入钢纤维能显著提高轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能,但对轻骨料混凝土的抗压强度和弹性模量影响较小.另外,钢纤维的掺入提高了轻骨料混凝土的拉压比,很大程度上改善了轻骨料混凝土的脆性.     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

钢纤维轻骨料混凝土力学性能正交试验研究

在轻骨料混凝土中掺入钢纤维,配制钢纤维轻骨料混凝土。采用四因素、三水平的正交试验设计方法,研究了钢纤维掺量、粗骨料类型和粉煤灰替代率三种不同试验因素对轻骨料混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响。研究结果表明:粉煤灰替代率是影响轻骨料混凝土抗压强度的主要因素;粉煤灰替代率和钢纤维掺量是影响轻骨料混凝土劈裂抗拉强度的主要因素;钢纤维掺量变化、粗骨料类型和粉煤灰替代率三种因素对轻骨料混凝土抗初裂冲击次数影响不显著;钢纤维掺量变化是影响轻骨料混凝土抗终裂冲击次数的主要因素。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

钢-聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗折性能研究

考虑钢纤维掺量、钢纤维长径比、聚丙烯纤维体积掺量3个主要因素,设计制作钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土试件,通过抗压、抗折试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土抗压、抗折性能。试验结果表明,混杂纤维的掺入对轻骨料混凝土抗压强度影响不显著,但对抗折强度有明显提高,改善了轻骨料混凝土的抗折性能     

钢纤维橡胶高强混凝土性能实验研究

实验研究了钢纤维高强混凝土的坍落度和密度,对钢纤维高强混凝土、钢纤维橡胶高强混凝土试件进行轴心抗压强度试验,研究了橡胶粉掺量及粒径对钢纤维高强混凝土抗压强度和变形能力的影响。