粗骨料对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

通过直接以普通混凝土配合比为基体组成不进行基体材料的调整配制钢纤维混凝土试验，研究了在用水量、钢纤维长径比和体积率变化条件下粗骨料对薄板剪切型钢纤维增强混凝土的拌合物工作性能及立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和弯拉强度的影响规律。结果表明，在连续级配粗骨料的最大粒径为16～25mm、钢纤维长度与粗骨料最大粒径之比为1．28-2．0、钢纤维体积率为．05％~2．5％范围内，钢纤维混凝土拌合物的坍落度随着粗骨料粒径的增大而增大，钢纤维在基体混凝土拌合物中的“棚架”效应导致了钢纤维混凝土拌合物坍落度降低，在基体混凝土易于振动成型的这况下，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。粗骨料粒径变化对钢纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度和弯拉强度的影响规律基本上不受用水量、钢纤维长径比和体积率变化的影响。     

不同钢纤维量活性粉末对混凝土抗拉强度的影响作用

通过探究不同钢纤维量活性粉末对混凝土抗拉轻度的试验,对活性粉末混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度、轴心受拉应力进行测定,进而研究不同钢纤维量体积率对活性粉末混凝土劈裂抗拉强度以及轴心抗拉强度的影响。试验表明,活性粉末混凝土的劈裂抗拉强度、轴心抗拉强度会伴随钢纤维掺量的不断增加而呈现出线性增大的规律;指出活性粉末混凝土轴心抗拉强度与劈裂抗拉强度间的关系,进而建立相对应的数学模型。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心受拉应力-应变关系研究

考虑纤维种类、长径比、体积掺量3个主要因素,设计制作34组纤维混凝土试件,通过轴心抗拉试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心抗拉应力-应变关系。结果表明,钢-聚丙烯混杂纤维混凝土在受拉破坏时,呈现明显的塑性破坏特征;与相同配合比的基体混凝土相比,随钢纤维和聚丙烯纤维特征值的提高,混杂纤维混凝土轴心受拉应力-应变全曲线特征点的应力、应变均有显著提升。基于试验结果,分析纤维特征值对特征点应力、应变的影响,提出关于纤维掺量和长径比的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心抗拉应力-应变关系曲线方程,包括特征点应力、应变的计算公式,可供工程设计参考。     

钢纤维混凝土基本力学性能试验研究

为使钢纤维混凝土在工程结构中得到有效的应用,对不同体积掺量的钢纤维混凝土的立方体抗压强度、劈裂强度、轴心受压应力-应变关系曲线及弹性模量等进行了试验研究,分析了钢纤维掺量对钢纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量的影响。研究结果表明:当钢纤维体积掺量为1.5%时,28 d混凝土立方体抗压强度增加23.8%,劈裂抗拉强度提高78.7%;对混凝土轴心受压强度和弹性模量有一定程度的增加,但增幅较小;不同掺量的钢纤维混凝土试件泊松比在0.17～0.20之间变化。     

钢纤维再生混凝土抗拉试验研究

向再生混凝土中加入不同掺量的钢纤维,在普通试验机上测定钢纤维再生混凝土的轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度,以此来确定轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度的关系曲线。在再生混凝土中掺入一定量的钢纤维后,有效提高了其轴心抗拉强度和劈裂抗拉强度。     

钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变曲线试验研究

钢纤维高强混凝土,可以大大改善高强混凝土的脆性,进而提高构件的延性和抗震性能。为研究钢纤维高强混凝土轴心抗拉性能,设计了合适的轴心抗拉全过程试验方案,然后分别对强度等级为C60和C80,钢纤维体积率为0%、1.0%、1.5%和2.0%的钢纤维高强混凝土进行轴心抗拉全过程试验。根据试验结果,分析了混凝土强度和钢纤维体积率对于改善混凝土抗拉强度、峰值应变的影响;提出了适用的钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变曲线数学表达式。提出的计算公式与试验结果吻合较好,可以为钢纤维高强混凝土结构的设计和非线性分析提供理论基础。     

再生混凝土单轴力学性能指标统一计算方法

对大量再生混凝土单轴力学性能试验资料进行整理分析,基于统计分析方法,在借鉴普通混凝土力学模型的基础上,对不同取代率下再生混凝土的各种力学性能指标进行统一分析,提出了适用于不同取代率下再生混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、劈裂抗拉强度、弹性模量、轴心受压峰值应变和轴心受拉峰值应变的统一计算公式,建立了再生混凝土单轴受压、受拉的应力 应变全曲线表达式,并将公式计算结果与试验结果进行对比。结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;提出的再生混凝土单轴力学性能指标统一计算公式精度较高。     

钢纤维混凝土断裂破坏机理及受拉损伤本构试验研究

钢纤维混凝土断裂行为及受拉本构关系对其工程应用起到至关重要作用,目前尚无本构模型揭示基体开裂与纤维拔出所产生的能量耗散的演化规律。文章通过开展钢纤维混凝土带缺口梁三点弯试验,利用声发射技术监测试件断裂过程中不同微观开裂模式所对应的能量耗散的演化规律,结合损伤力学原理建立钢纤维混凝土的单轴受拉弹塑性损伤本构模型。试验研究3种基体混凝土配合比、4种钢纤维体积率(0、0.5%、1.0%和1.5%)共36个试件。根据试验结果,提出钢纤维混凝土断裂破坏的4个阶段及其临界状态判别标准,得到钢纤维混凝土断裂能、轴心抗拉强度与钢纤维体积率之间的关系。并提出基于声发射峰频分析判别受拉与剪切开裂模式的新方法。基于两类开裂模式的声发射能量监测结果,拟合得到基体混凝土开裂损伤因子、钢纤维桥接作用损伤因子的数学表达式,建立钢纤维混凝土单轴受拉弹塑性损伤本构模型。与RILEM和fib模型对比表明：文章模型计算的应力-应变曲线与RILEM模型较接近;在钢纤维体积率小于0.5%时,文章模型计算的应力-应变曲线在峰值后表现出软化行为,而在钢纤维体积率大于1.0%之后则表现出硬化行为;能够计算断裂全过程中的钢纤维桥接应力。     

钢纤维长径比对水泥基复合材料力学性能的影响

为研究钢纤维长径比对水泥基复合材料立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和圆柱体轴心抗压强度的影响,进行了9组不同长径比镀铜微钢纤维水泥基复合材料立方体抗压强度、圆柱体劈裂抗拉强度和轴心抗压强度试验。试验研究表明:钢纤维水泥基复合材料的立方体抗压强度、圆柱体轴心抗压强度与劈裂抗拉强度随着钢纤维长径比的增大而提高。建立了钢纤维水泥基复合材料立方体抗压强度与圆柱体抗压强度比值K之间的关系,为钢纤维水泥基复合材料在土木工程的应用提供了理论依据。     

钢纤维轻骨料混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

采用100%烧结膨胀页岩陶粒作为粗细骨料,以占胶凝材料总质量20%的粉煤灰等质量替代水泥作为胶凝材料,按绝对体积直接计算法设计并制备了钢纤维全轻混凝土。以水泥强度等级（42.5和52.5）、钢纤维体积率（0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%）为参数,进行了钢纤维全轻混凝土轴心抗压试验研究,分析了钢纤维全轻混凝土单轴受压破坏形态及其应力-应变曲线特征。结果表明：钢纤维全轻混凝土单轴受压应力-应变曲线的峰值应力及其对应应变随钢纤维体积率和水泥强度等级的提高呈现增大趋势;钢纤维体积率的增加使试件的破坏形态由脆性向塑性转变。结合相关文献研究成果,对轻骨料混凝土（砂轻混凝土、全轻混凝土）和钢纤维轻骨料混凝土（钢纤维砂轻混凝土、钢纤维全轻混凝土）单轴受压应力-应变曲线进行了综合分析,提出了两类混凝土单轴受压应力-应变曲线统一计算模型及其特征点计算公式。     

钢纤维高强混凝土轴拉性能试验研究

完成了22组共110个钢纤维高强混凝土试件的轴拉试验。分析研究了钢纤维高强混凝土的轴拉强度和劈拉强度的关系,钢纤维高强混凝土轴拉性能随钢纤维体积掺量、基体强度及钢纤维类型的变化规律。给出了钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变全曲线的数学模型,根据试验数据的回归分析确定了曲线相关的参数。研究成果对钢纤维高强混凝土在结构中的应用提供了依据。     

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.     

聚丙烯腈纤维对混凝土力学性能影响的试验研究

针对聚丙烯腈纤维混凝土的基本力学性能进行室内试验研究,研究纤维掺量与混凝土的抗压强度、劈拉强度之间的关系。试验结果表明,与素混凝土相比,聚丙烯腈纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度随纤维掺入量的增加而各不同,存在一个最佳的纤维掺入量。     

钢纤维轻骨料混凝土力学性能的试验研究

将钢纤维掺入轻骨料(人造膨胀珍珠岩)混凝土成为钢纤维轻骨料混凝土,它集中了钢纤维混凝土和轻骨料混凝土的优点,弥补了普通混凝土存在的抗拉强度低和自重大等不足。本文对这种新型混凝土材料的力学性能开展初步研究,针对试验中得到的钢纤维轻骨料混凝土的立方体抗压强度、劈拉强度、抗折强度、轴心抗压强度和弹性模量等进行讨论,分析钢纤维体积率的变化对钢纤维轻骨料混凝土力学性能的影响,给出相应的计算表达式,以利于其在工程实践中的推广和应用。试验结果表明,采用轻骨料和加入钢纤维后,混凝土的强度和变形等力学性能的改善效果十分明显。     

钢纤维类型和掺量对高强混凝土力学性能的影响

混凝土加入钢纤维被认为是一种有效增加混凝土韧性,提高力学性能的手段。本文通过掺加不同类型和不同掺量的钢纤维,测试了混凝土的抗压、抗折和劈拉强度,研究了纤维类型和掺量对力学性能的影响。结果表明,混凝土抗压强度随着镀铜微丝型钢纤维掺量的增加而增大,而端钩型、铣削型和熔抽型钢纤维的种类和掺量对混凝土抗压强度的影响并不显著。无论掺加何种类型纤维,纤维的掺入对抗折强度的贡献均大于对抗压强度的贡献。混凝土劈拉强度对纤维的端钩、直径、长度和表面状态等因素敏感,纤维类型对混凝土的劈拉强度影响显著。     

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。     

循环受压状态下钢纤维混凝土一维弹塑性损伤本构模型研究

设计制作36个钢纤维混凝土试件,通过单轴循环受压试验,研究钢纤维混凝土循环受压性能,分析钢纤维特征参数对其影响,在此基础上,参考《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）,建立了钢纤维混凝土循环受压弹塑性损伤本构模型。结果表明：钢纤维混凝土试件在循环荷载下破坏特性呈现明显延性特征;钢纤维的掺入显著提高混凝土峰值强度,改善其延性及滞回能耗;钢纤维混凝土循环受压应力-应变曲线包络线与单调荷载下应力-应变曲线近似一致;相同卸载点应变时,混凝土累计塑性应变随钢纤维掺量增加而逐渐减小。该文提出的本构模型能较好地反映钢纤维混凝土在循环荷载下的应力-应变关系以及损伤演化过程,可为钢纤维混凝土的工程应用和相关规程的修订提供参考。     

掺有纤维的高强混凝土劈拉性能试验研究

通过63个100mm×100mm×100mm和63个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维、聚丙烯纤维高强混凝土试件的劈拉试验,探讨了纤维体积率(纤维掺量)及纤维类型对高强混凝土劈拉强度和变形性能的影响,提出了不同类型的钢纤维对高强混凝土劈拉强度的增强系数和劈拉强度的计算公式。