高温后纤维混凝土力学性能研究

研究了普通混凝土、聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土及混杂纤维混凝土高温后的抗压、抗折及劈裂抗拉强度的变化规律。结果表明,混凝土的力学性能随着温度的升高而逐渐降低;温度低于400℃时,聚丙烯纤维混凝土力学性能有所改善,温度高于400℃时,改善作用不明显;800℃时,钢纤维混凝土力学性能残余率都较高;混杂纤维混凝土抗压强度改善作用最显著,残余率最高达到32.4%。     

高温后混杂纤维混凝土抗压强度

通过混杂纤维混凝土试块的高温后抗压试验,分析了温度、纤维类别和纤维体积率、混凝土基体强度等级对混凝土高温后抗压强度的影响。结果表明:随着经历温度的升高,混杂纤维混凝土高温后的抗压强度及高温后与常温下抗压强度比在400℃之后下降幅度较大;适宜掺量的钢纤维(1%纤维体积率)和聚丙烯纤维(0.1%纤维体积率)能较好的提高混杂纤维混凝土高温后的抗压强度。在试验研究的基础上,建立了考虑温度、钢纤维和聚丙烯纤维体积率共同影响的高温后混杂纤维混凝土抗压强度计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据。     

超高性能混凝土高温后性能试验研究

通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验,研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果,考察了温度、纤维种类和掺量、骨料(石英砂和钢渣)对超高性能混凝土强度的影响。试验结果表明:混掺1%钢纤维和2%聚丙烯纤维能有效抑制超高性能混凝土高温爆裂,在高温作用后依旧保持完整形态;钢渣骨料混杂纤维超高性能混凝土具有优异的高温力学性能,在1 000℃高温作用后仍能保持67%的残余强度;随着温度的升高,超高性能混凝土立方体抗压强度整体上表现出先升高后降低的规律;在目标温度超过600℃时,高温增强了超高性能混凝土的延性。     

纤维增强轻骨料混凝土力学性能试验研究

选用钢纤维、聚丙烯纤维及二元混杂纤维轻骨料混凝土,系统研究了其抗压强度、弹性模量、轴心抗压强度及抗折强度等力学性能,试验结果体现了不同纤维种类、不同纤维掺量及纤维混杂比例对轻骨料混凝土力学性能的影响;当钢纤维以体积率1.0%与聚丙烯纤维0.6kg/m3混杂时,纤维轻骨料混凝土的各项力学性能达到优化.     

高温作用后混杂纤维活性粉末混凝土残余力学性能研究

通过测定高温作用后5种不同纤维掺量的混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)活性粉末混凝土( reactive powder concrete,RPC)残余抗压强度、残余劈裂抗拉强度及残余断裂能等力学性能,研究了混杂纤维RPC受高温作 用后残余力学性能特征.试验结果表明,聚丙烯纤维体积掺量为0.15%、钢纤维体积掺量为2%是改善高温残余力学性能的最佳体积掺量.纤维掺量不同的混杂纤维RPC,经不同高温作用后表面特征和残余力学性能的变化规 律均基本一致.随着温度升高,残余抗压强度先明显增长,再缓慢增长,直至不增长,最后明显下降,残余劈裂抗拉强度随着温度升高先略有下降或几乎不变,再较明显下降,最后大幅度下降;残余断裂能随着温度升高先略有提高(几乎不变),再较明显下降,最后大幅度下降.劈裂抗拉强度对高温造成的孔粗化效应和微裂纹更为敏感,抗压强度则敏感性较小,断裂能则介于抗压强度、劈裂抗拉强度二者之间.     

钢-聚丙烯纤维高性能混凝土力学性能试验研究

进行了钢纤维与聚丙烯纤维掺量及其混杂对高性能混凝土抗压强度和劈拉强度的试验研究,探讨了不同混杂纤维组合对高性能混凝土基体力学性能的影响规律。结果表明,钢-聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度及其纤维增强系数与钢纤维和聚丙烯纤维掺量及混杂比密切相关。钢纤维掺量较低时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量增加先减小后增加;钢纤维掺量较大时,抗压强度随聚丙烯纤维掺量的增加一直增大;当钢纤维掺量一定时,劈裂抗拉强度随聚丙烯纤维掺量的增加先增大后减小。当钢纤维和聚丙烯纤维掺量分别为3%、0.3%时,混杂效应系数最大。     

高温对纤维增韧高性能混凝土残余力学性能影响的试验研究

本文通过测定钢纤维、聚丙烯纤维和混杂纤维(聚丙烯纤维和钢纤维)增韧高性能混凝土的高温残余强爱和断裂能，研究聚丙烯纤维、钢纤维和混杂纤维对混凝土高温残余力学性能的影响。实验结果表明，钢纤维和混杂纤维，尤其是钢纤维，显著提高高性能混凝土的残余强度和断裂能。聚丙烯纤维对高性能混凝土残余力学性能的影响很小。     

纤维混凝土高温后力学性能的研究

阐述了混凝土高温力学性能研究现状及纤维混凝土的优良特性,揭示了纤维混凝土高温力学性能的研究意义。通过试验,揭示了纤维混凝土强度随温度变化规律,并分析了温度对纤维混凝土力学性能的影响机理。研究表明:低于200℃时,纤维混凝土抗压强度均有所增加;200℃后,抗压强度开始下降;高于400℃时,纤维混凝土抗压强度下降明显,但是下降的速度较素混凝土小得多。温度低于600℃时,钢纤维混凝土抗折强度下降十分缓慢;600℃时,钢纤维混凝土相对残余抗折强度值为81%,素混凝土已下降至59%。     

钢-PVA混杂纤维混凝土高温后力学性能研究

为了研究钢–PVA混杂纤维混凝土高温后力学性能,共设计45个立方体试块和45个棱柱体试块,对其进行20℃～800℃的高温试验,分析其高温后试块的外观特征、质量烧失率和力学性能。结果表明：随着温度的升高,混凝土发生水化反应,试块表观颜色逐渐由青灰色转向灰白色。高温后试块的质量烧失率随温度升高而降低,400℃～600℃阶段,各试块质量损失最明显;在相同温度下,掺有混杂纤维的试块的质量烧失率高于普通混凝土试块,且试块的质量烧失率随钢纤维体积掺量的增加而降低。试块的抗压强度和抗折强度受温度和纤维掺量的共同作用影响,试块的力学性能随温度的升高而降低;在相同温度下,混杂纤维总体积掺量越高,试块力学性能越好,且纤维体积掺量组合为0.1%PVA纤维和1.4%钢纤维时试块力学性能最好。通过对试验结果的回归分析,分别建立了混杂纤维混凝土试块相对抗压强度和相对抗折强度与温度的关系曲线及关系式。     

混杂纤维增强轻骨料混凝土物理力学性能研究

选用钢纤维、聚丙烯纤维二元混杂纤维掺入轻骨料混凝土,系统研究其抗压强度、弹性模量、轴心抗压强度及抗折强度等力学性能,试验结果表明,纤维掺入对轻骨料混凝土物理力学性能的影响较大;掺入钢纤维具有较好的增强增韧效果,但表观密度相应增大;钢纤维和聚丙烯纤维混掺可以在不增加轻骨料表观密度,保证强度的基础上,有效地改善轻骨料混凝土的韧性。     

新型混凝土配合比设计及强度分析

研究钢纤维种类、钢纤维体积率、钢纤维长径比及聚丙烯体积率对混杂纤维混凝土强度和韧性的影响。根据18组混杂纤维混凝土和1组普通高性能混凝土抗压强度和劈拉强度试验结果,采用多元统计分析方法直观分析法比较了各因素对混杂纤维混凝土强度和韧性的影响程度。结果表明:聚丙烯体积率对抗压强度、抗拉强度、拉压比影响最大,钢纤维外形、钢纤维体积率次之,钢纤维长径比影响最小。研究表明加入适量的钢纤维和聚丙烯纤维可提高混杂纤维混凝土的强度和韧性。     

纤维EPS吸能防护混凝土材料研究

试验制备了钢纤维、聚丙烯纤维混杂的纤维EPS混凝土,考察了EPS混凝土及纤维EPS混凝土力学性能,以改变荷载速率的方式研究和表征纤维EPS混凝土的抗冲击性能。研究结果表明,EPS混凝土有较好的力学性能,在水胶比为0.26,EPS体积率为40%时,28d龄期抗压强度及抗折强度分别为22.03MPa,4.50MPa;低掺量的混杂纤维对纤维EPS混凝土抗压强度提高较小,但对韧性提高较大;相比普通混凝土,纤维EPS混凝土随着荷载速率增大极限抗压强度明显提高。     

混杂纤维高强混凝土断裂性能试验研究

采用楔劈拉伸试验方法,对14组共42个混杂纤维(钢纤维-聚丙烯纤维)高强混凝土试件进行楔劈拉伸试验,研究混杂纤维高强混凝土的断裂性能。研究结果表明:在钢纤维体积率为1.5%、聚丙烯纤维掺量为0.6kg/m3时,混杂纤维高强混凝土表现出较好的断裂韧性,但随着聚丙烯纤维掺量的增大,其增韧效果变化不大;当聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3时,混杂纤维高强混凝土断裂韧度、断裂能、裂缝嘴张开位移及其增益比均随钢纤维体积率的增加表现出良好的增加趋势;钢纤维在高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,随着钢纤维体积率的增加,聚丙烯纤维的增韧作用逐渐减弱;钢纤维类型对混杂纤维高强混凝土的断裂性能具有不同程度的影响。     

混杂纤维对C60 HPC高温性能的影响

为了研究混杂纤维对C60高性能混凝土(简称"HPC")高温性能的影响,对掺混杂纤维的C60 HPC进行模拟火灾试验,利用红外热像仪检测HPC试件红外热像平均温升,并分别测试HPC试件抗压强度和劈拉强度,分析HPC抗压强度、劈拉强度、平均温升与受火温度的关系。结果表明,随受火温度提高,PS11和PS21试件红外热像平均温升均呈上升趋势;PS11和PS21试件的抗压强度总体呈下降趋势,但均在400℃出现反弹。分析认为,200~400℃时,聚丙烯纤维熔化所形成的孔道,缓解了混凝土内部的蒸汽压,一定程度上提高了HPC的高温性能;钢纤维可以显著改善HPC高温力学性能。     

钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土断裂性能的混杂效应

通过钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土试件的楔劈拉伸断裂试验,研究了混杂纤维高强混凝土断裂参数的纤维混杂效应.结果表明,钢纤维在混杂纤维高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,聚丙烯纤维对高强混凝土断裂性能的改善具有局限性;混杂纤维高强混凝土的断裂韧度及断裂能,在钢纤维体积率为1.5%时,钢纤维与聚丙烯纤维表现出较好的协同混杂效应,尤以断裂能更为显著,而当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,仅在钢纤维掺量较小时方具有正混杂效应.同时,不同类型的钢纤维与聚丙烯纤维对高强混凝土各断裂参数的混杂效应具有不同的影响.     

混杂纤维喷射混凝土的力学性能试验研究

为探讨混杂纤维对喷射混凝土的力学性能影响,分别对双掺仿钢纤维与聚丙烯纤维、双掺钢纤维与仿钢纤维喷射混凝土的抗压强度、抗折强度和折压比进行试验研究,并将其与基准组、单掺纤维组的力学性能进行比较。结果表明,混杂纤维喷射混凝土较单掺纤维时的抗压强度、抗折强度及折压比均有明显提高,并能充分发挥混杂纤维的叠加效应。其中,掺量为0.7%的钢纤维与掺量为0.3%的仿钢纤维混掺时的强度及折压比为最优,并能有效弥补钢纤维易锈蚀、质量大和造价高等不足。     

高温后混杂纤维RPC单轴受压应力应变关系

对120个经20~900℃作用后、尺寸为70.7mm×70.7mm×228.0mm的混杂纤维活性粉末混凝土(RPC)试件进行了单轴受压试验,分析了纤维掺量和经历温度对混杂纤维RPC轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变和受压应力应变曲线的影响.结果表明：相同高温作用后,钢纤维掺量为1%（体积分数）的混杂纤维RPC抗压强度最低,而钢纤维掺量为2%,聚丙烯纤维掺量不同的混杂纤维RPC抗压强度差别不大;轴心抗压强度和弹性模量随经历温度的升高先增大后减小,且弹性模量下降速度比抗压强度快;经历温度为600℃时,峰值应变达到最大值,且峰值点前应变迅速增大,峰值点后呈线性减小.通过回归分析,建立了抗压强度、弹性模量和峰值应变随温度变化的计算公式,提出了用五次多项式和有理分式表达的混杂纤维RPC应力应变曲线方程.与普通混凝土和高强混凝土相比,混杂纤维RPC具有更优越的抗高温性能.     

高温后纤维矿渣微粉混凝土抗压强度

通过纤维矿渣微粉混凝土高温后的抗压试验,分析了温度、矿渣微粉置换水泥率、纤维类别和掺量、混凝土基体强度等级等对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明:随着温度的升高,高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度以及高温后与常温下抗压强度比均不断降低,且400℃后降低幅度急增;矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤维的掺入在不同程度上提高了高温后纤维矿渣微粉混凝土的抗压强度.在试验研究的基础上,建立了考虑温度、矿渣微粉置换水泥率、钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量共同影响的高温后纤维矿渣微粉混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度的计算模型,为纤维混凝土结构的抗火设计及灾后处理提供了理论依据.     

钢-聚丙烯纤维粉末混凝土碳化试验研究

对钢纤维、聚丙烯纤维以及钢-聚丙烯混杂纤维粉末混凝土的碳化性能及抗压强度展开了试验研究。分析了不同体积掺加率纤维对粉末混凝土碳化深度的影响,同时,探讨了纤维改善混凝土碳化性能的机理。结果表明:纤维的加入,对粉末混凝土碳化性能有不同程度的改善,其改善作用的优劣次序依次为混杂纤维系列、聚丙烯纤维系列、钢纤维系列,而对抗压强度影响不大。纤维粉末混凝土的波速随纤维体积掺加率的增加而增大。碳化龄期相同时,碳化深度随波速呈较为显著的线性递减关系。依据线性回归的方法获得了以波速、碳化龄期为变量的碳化深度计算公式。纤维通过提高粉末混凝土的抗渗性与抗裂性而改善其碳化性能。     

热-力耦合作用下PVA纤维混凝土抗压强度试验研究

综述了国内外普通混凝土及PVA纤维混凝土常温及高温后的力学性能演化规律。研究了3种水胶比普通混凝土及PVA纤维混凝土在20、200、400、600、800℃五个温度段热-力耦合作用下的抗压强度,结果表明:普通混凝土及PVA纤维混凝土抗压强度、抗压强度剩余率都随温度上升呈先升高再降低趋势,两类混凝土抗压强度都在400℃时达到峰值。同时对3种水胶比普通混凝土及PVA纤维混凝土的相对残余抗压强度随温度的变化规律进行了公式拟合,为PVA纤维在实际工程中的应用提供了一定的参考价值。