冻融后钢纤维混凝土力学性能的试验研究

通过钢纤维混凝土冻融循环试验,分析了冻融循环次数、混凝土强度等级、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理.试验结果表明,钢纤维的加入对冻融循环后混凝土的抗压强度影响较小;当冻融循环次数较少时,钢纤维对劈拉强度和抗折强度的增加作用比较明显,而当冻融次数较大且钢纤维体积率较高(2%)时,钢纤维对混凝土的劈拉强度和抗折强度反而具有一定的负面影响;钢纤维混凝土强度等级的提高对改善钢纤维混凝土的抗冻性能较为有效.     

碳化环境下钢纤维混凝土基本性能试验研究

以混凝土强度等级、钢纤维体积率、碳化时间为变化参数,进行了碳化环境下混凝土、钢纤维混凝土和钢纤维高强混凝土试件的基本性能试验,测试了不同碳化时间混凝土和钢纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度、抗折强度以及碳化深度,探讨了钢纤维对混凝土碳化性能的增强机理.研究结果表明:混凝土强度等级、碳化时间等对钢纤维混凝土的基本力学性能和碳化深度具有较为显著的影响,高强钢纤维混凝土具有较高的抗碳化能力;钢纤维体积率对钢纤维混凝土的抗碳化性能具有一定程度的影响.     

钢纤维对混凝土强度和韧性的影响

通过对234个钢纤维混凝土试件的力学性能试验,系统研究了钢纤维类型、体积分数、长径比和混凝土基体强度对钢纤维混凝土抗压强度、劈拉强度和弯曲韧性的影响.结果表明:钢纤维对混凝土抗压强度影响不大,但改变了受压破坏时的破坏形态;随钢纤维体积分数增大,混凝土劈拉强度和弯曲韧性显著提高,高强钢丝切断型钢纤维的改善效果最好,长径比越大,改善效果越明显.     

混杂纤维高性能混凝土强度的计算方法探讨

为探讨研究混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土的立方体抗压强度和劈拉强度的计算方法,采用正交试验法对18组混杂纤维高性能混凝土试块和1组普通高性能混凝土对比试块进行立方体抗压强度和劈拉强度试验,分析了钢纤维特征参数(类型、体积率、长径比)及聚丙烯纤维体积率等因素对混凝土强度的影响.结果表明,混杂纤维的掺入对高性能混凝土的立方体抗压强度和劈拉强度均有所提高.通过回归分析提出了混杂纤维高性能混凝土立方体抗压强度和劈拉强度的计算公式,同时探讨了混杂纤维高性能混凝土劈拉强度及其与立方体抗压强度之间的关系,可为工程应用提供参考.     

钢纤维混凝土高温损伤及温度应力模拟

研究高温对不同钢纤维掺量的钢纤维混凝土的抗拉、劈拉强度的影响结果,对影响机理进行了简单的分析.结果表明,钢纤维混凝土高温后的抗压、劈拉强度随所受最高温的升高而缓慢下降,400℃以后下降稍快.与素混凝土相比,掺2%钢纤维的抗压强度与劈拉强度残余率分别可提高27.6%和9.3%左右.采用有限元软件ANSYS对混凝土加热过程中的温度场与应力场进行分析,提出了混凝土高温下开裂损伤判据.     

耐碱剂对钢纤维混凝土强度的影响研究

为研究耐碱剂对钢纤维混凝土基本力学性能的影响,对不同配合比和钢纤维体积率的钢纤维混凝土耐碱剂添加前后的抗折强度和抗压强度进行了试验研究.结果表明:耐碱剂的加入对普通混凝土的抗压强度几乎没有影响,对钢纤维混凝土抗压强度的影响在10%以内;与未掺加耐碱剂的钢纤维混凝土相比,掺有耐碱剂的钢纤维混凝土抗折强度有所提高,且其提高幅度随基体混凝土抗压强度的提高而降低;耐碱剂可以有效提高混凝土和钢纤维混凝土的折压强度比,平均增幅约为8.8%.     

超短超细钢纤维混凝土弯曲性能研究

为研究钢纤维混凝土(SFRC)的弯曲性能,对不同强度等级(普通混凝土-NC、高强混凝土-HSC)、不同纤维体积掺量和不同纤维长度的钢纤维混凝土梁进行四点弯曲试验。结果表明:纤维长径比越大纤维体积掺量越多,SFRC的极限承载力越大,荷载-挠度曲线也越饱满;增加纤维掺量可以提高SFRC的抗折初裂强度,且抗折初裂强度随纤维体积掺量的增加线性增加;HSC表现出很好的韧性,但HSC的弯曲韧度比却小于NC。     

钢纤维再生混凝土劈拉和弯拉强度试验研究

为了研究钢纤维体积率和再生粗骨料取代率对破碎卵石混凝土劈拉和弯拉强度的影响规律，设计制作了钢纤维体积率为0%、1%、2%，再生粗骨料取代率为0%、10%、20%、30%、40%的15组试件，并开展了劈裂抗拉和四点弯曲试验。试验结果表明：钢纤维再生混凝土的劈拉和弯拉强度受钢纤维体积率影响较大，两者均随钢纤维体积率的增加而增大，再生粗骨料取代率对二者的影响较小，两者均随再生粗骨料取代率的增加呈现先增大后减小的趋势，且都在再生粗骨料取代率为30%时达到最大值。根据试验数据，提出了钢纤维再生混凝土劈拉强度和弯拉强度的函数关系式。     

钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算方法

钢纤维混凝土轴拉初强度是确定钢纤维混凝土抗裂度的重要指标 ,也是间接衡量钢纤维混凝土其它力学性能的指标 .通过对钢纤维混凝土轴拉试验结果的分析 ,研究了钢纤维外形和体积率、混凝土强度等级对钢纤维混凝土轴拉初裂强度的影响 .结果表明 :混凝土轴拉初裂强度分别随钢纤维体积率的增大和混凝土强度等级的提高而增大 .最后 ,建立了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算模型 ,提出了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算公式 ,供修订我国的《钢纤维混凝土设计与施工规程》以及工程设计与施工参考 .     

钢纤维掺量对橡胶混凝土力学性能影响

在10%橡胶掺量的橡胶混凝土中分别添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%(体积占比)的钢纤维,以此为试样进行复合材料的基本力学性能试验,包括立方体试块的抗压试验、动弹性模量试验、立方体劈裂抗拉试验以及四点弯曲抗折试验,探讨钢纤维体积占比和复合材料各方面力学性能之间的关系。通过实验数据分析及破坏形态观察,发现:随着钢纤维掺量的提高,复合材料的抗压强度、弹性模量、劈拉强度、抗折强度均有所提高,韧性也有所提高。     

FB/PP混杂纤维对混凝土性能的影响

为提高混凝土的韧性,添加水镁石纤维(FB)与聚丙烯纤维(PP)的混杂纤维制成纤维混凝土材料.进行了混凝土的工作性和力学性能试验,研究了纤维对塌落度、抗压强度、弯拉强度及劈裂抗拉强度的影响.实验结果表明:FB/PP混杂纤维可以明显提高混凝土的弯拉强度及劈裂抗拉强度,且优于单一纤维增强的效果.在总纤维用量为0.5%的情况下,随PP纤维比例的增加,混凝土的塌落度及抗压强度减少,但劈裂抗拉强度上升.混凝土的弯拉强度先上升,后下降.弯拉强度最大值出现在PP∶FB=0.2%∶0.3%左右.随水灰比的降低,单一FB纤维对混凝土强度的增强效果一般呈加强趋势,而FB/PP混杂纤维对混凝土弯拉强度增强效果降低,对混凝土的劈裂抗拉强度的增强效果加强.     

纤维高强粉煤灰混凝土劈拉强度试验研究

针对掺加纤维可改善高强混凝土的受拉性能特点,进行纤维粉煤灰高强混凝土的立方体劈拉试验研究。试验参数主要有纤维类型、纤维形状、纤维含量。试验结果表明：随纤维掺量的增大,纤维高强混凝土劈拉强度总体上呈增大趋势;扁头型和弓型钢纤维对混凝土劈拉强度的增强作用最明显,而合成纤维对混凝土劈拉强度的增加作用很小;掺入钢纤维对高强混凝土劈拉强度与抗压强度的比值明显提高。     

The Mechanical Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Concrete

The compressive, shear strengths and abrasion-erosion resistance as well as flexural properties of two polypropyenc fiber reinforced concretes and the comparison with a steel fiber reinforced concrete were reported. The exprimental results show that a low content of polypropylene fiber (0.91 kg/m^3 of concrete ) slightly decreases the compressive and shear strengths, and appreciably increased the flexural strength, but obviously enhances the toughness index and fracture energy for the concrete with the same mix proportion, coasequently it plays a role of anti-cracking and improving toughness in concrete. Moreover, the polypropylene mesh fiber is better than the polypropylene monofilament fiber in improving flexaral strength and toughness of concrete, but the types of polypropylene fibers are inferior to steel fiber. All the polypropylene and steel fibers have no great beneficial effect on the abrasion-erosion resistance of concrete.     

钢纤维混凝土弯曲韧性实验研究

为探讨钢纤维掺量对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响，按照美国材料与试验协会(ASTM)定义的弯曲韧性指数试验方法．测试了钢纤维混凝土的挠度、初裂强度和抗压强度，计算了钢纤维不同掺量下混凝土的弯曲韧性指数值．钢纤维的掺入，使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为延性破坏，并具有一定的残余强度．在一定范围内，钢纤维混凝土的弯曲韧性与钢纤维掺量成正比，钢纤维掺量达到90kg／m^3时，混凝土的弯曲韧性指数已接近理想弹塑性材料．掺量在30～90kg／m^3范围内，钢纤维混凝土的初裂强度变化不明显．     

剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度研究

为研究剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土基本强度,设计了30组不同纤维掺量的混凝土试件,测试并分析其抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度。试验结果表明:剑麻纤维和耐碱玻璃纤维单掺和双掺均能大幅提高普通混凝土基本强度,试验中纤维体积掺量为1.5 kg/m³时,单掺剑麻纤维,混凝土基本强度提升5.65%~15.74%;单掺耐碱玻璃纤维,混凝土基本强度提升3.03%~9.14%;混掺剑麻纤维和耐碱玻璃纤维,混凝土基本强度提升8.33%~21.31%,且试件强度提升效果表现出劈裂抗拉强度>抗压强度>抗折强度。研究成果对剑麻-耐碱玻璃纤维混凝土的制备以及植物纤维在混凝土中的应用提供了参考。     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

钢纤维再生混凝土劈拉强度试验研究

通过钢纤维再生混凝土立方体试件的劈拉强度试验,研究了钢纤维体积分数(0.0%～2.0%)、3种钢纤维类型(MF,SF,BF)、再生粗骨料处理方式以及试件尺寸变化对再生混凝土劈拉性能的影响.结果表明:钢纤维的加入显著提高了再生混凝土的劈拉强度,当纤维体积分数超过1.5%后,钢纤维再生混凝土的劈拉强度接近甚至超过天然钢纤维混凝土;钢纤维类型对再生骨料钢纤维混凝土影响显著,钢纤维对再生混凝土和天然混凝土的增强效果比较接近,其中BF钢纤维增强效果最好;尺寸效应对钢纤维再生混凝土的影响比天然钢纤维混凝土显著;再生骨料处理方法对钢纤维再生混凝土的劈拉强度也有一定的影响;现行钢纤维混凝土劈拉强度计算公式仍适用于钢纤维再生混凝土.     

Effects of fibers on mechanical properties of high-performance concrete subjected to elevated temperatures

The compressive strength and ilexural toughness as well as fracture energy of fiber reinforced highperformance concrete （FRHPC） subjected to different high temperatures were studied. The results showed that after exposure at 300,600 and 900℃, the concrete mixes retained 88.1% , 41.3% and 10.2% of the original compressive strength on average, respectively. Steel fiber and polypropylene （PP） fiber were both effective in minimizing the damage effect of high temperatures on the compressive strength. The HPC reinforced with steel fibers showed higher flexural toughness and fracture energy before and after the high-temperature exposures. In comparison, PP fibers had minor beneficial effects on the flexural toughness and fracture energy. The mechanical properties of HPC reinforced with hybrid fibers （steel fiber ＋ PP fiber） were equivalent to or better than those of HPC reinforced with steel fibers alone. In addition, the failure pattern of FRHPC beams changed from pull-out of steel fibers at lower temperatures （20, 300 and 600℃） to tensile failure of steel fibers at higher temperature （900 ℃）.     

混杂纤维对高性能混凝土拉压比的影响

为研究低掺量钢-聚丙烯混杂纤维对高性能混凝土拉压比的影响,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土试件及1组普通高性能混凝土对比试件,通过标准试验方法进行立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,试验中考虑的因素主要是钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)和聚丙烯纤维体积率.分析各因素对高性能混凝土拉压比的影响,结果表明:混杂纤维高性能混凝土具有明显延性破坏特征,而普通高性能混凝土表现为脆性破坏,混杂纤维的掺入使高性能混凝土的拉压比最大提高了26.2%,平均提高了9.9%.在影响高性能混凝土拉压比的四个因素中,钢纤维类型的影响最大,其次是聚丙烯纤维的体积率,影响最小的是钢纤维长径比.高性能混凝土中掺入适量钢-聚丙烯混杂纤维后,拉压比显著提高,韧性得到明显改善.