微钢纤维掺量对水泥基复合材料相关性能的影响

为了研究微钢纤维掺量对水泥基复合材料相关性能的影响,采用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、外加剂、以及微镀铜钢纤维进行水泥基复合材料配合比试验。设计和制作了三种不同纤维掺量的27组立方体、棱柱体、抗拉和抗折试件,通过试验,获得了不同纤维掺量下水泥基复合材料的力学性能,分析研究微钢纤维掺量与水泥浆复合材料相关性能的关系,建立了相应的数学模型。研究结果为普通水泥基复合材料的工程设计及工程应用质量评价提供参考依据。     

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。     

钢纤维水泥基复合材料弹性模量和峰值应变的研究

通过对不同微钢纤维掺量的9种配合比的钢纤维水泥基复合材料单轴压缩试验,研究了微钢纤维掺量对水泥基复合材料弹性模量和峰值应变的影响。试件采用150 mm×150 mm×300 mm的棱柱体试块。单轴受压试验获得了棱柱体试件的轴心抗压强度、峰值应变和弹性模量,并系统分析了微钢纤维体积掺量对上述参数的影响。在试验结果基础上,分别给出了可以考虑微钢纤维掺量影响的弹性模量和峰值应变与轴心抗压强度的拟合公式。     

微硅粉对钢纤维高强混凝土性能影响研究

高强混凝土最致命的一个缺点是其较大的脆性。通常．通过掺加纤维以改善其脆性，提高混凝土的韧性。为改善钢纤维与水泥基体界面性能．通常采用微硅粉与钢纤维复合的方式。本文研究了微硅粉掺量对不同长径比钢纤维混凝土新拌性能与力学性能影响．并着重探讨了微硅粉掺量与钢纤维长径比及掺量的最佳配比。研究表明，微硅粉的掺量和钢纤维的长径比对体系的强度影响较为显著。     

混杂纤维增强延性水泥基复合材料力学性能与裂宽控制

为实现纤维增强延性水泥基复合材料高强度与高延性的匹配,在原有材料体系中附加钢纤维,试验研究了混杂聚乙烯醇(PVA)/钢纤维增强延性水泥基复合材料的轴拉、抗压性能.结果表明:随着钢纤维掺量的增加,混杂纤维增强延性水泥基复合材料开裂强度和抗拉强度不断提高,裂纹宽度显著降低,且钢纤维对高强基材的作用效果更加显著;当钢纤维掺量适量时,混杂纤维增强延性水泥基复合材料的极限拉应变得到有效提升,而钢纤维掺量对抗压性能的影响并不显著;PVA纤维和钢纤维混杂可获得高强度、高延性和低裂纹宽度的水泥基复合材料.     

超高强复合水泥基掺入料对抗压强度及疲劳性能影响研究

为了探究超高强水泥基复合材料力学及收缩性能,研究了超高强复合水泥基材料的收缩性能及力学表现,从抗压强度、抗折强度、体积收缩率及疲劳性能进行分析,得到不同硅粉掺加量和不同种类纤维及其掺加量对超高强复合水泥基材料的力学性能影响,对不同种类纤维及硅粉掺合料的配合比进行优化。结果表明,两种纤维及硅粉掺入水泥基材料后,收缩及力学性能得到明显改善,钢纤维对水泥基复合材料抗压及抗折强度提升较突出,但碳纤维与硅粉及水泥基材料相容性较好。纤维掺入体量为1%的碳纤维及1.5%的钢纤维对水泥基复合材料综合性能改善效果最佳,其抗压强度分别提高2.7%、3.0%,抗折强度分别提高21.2%、12.6%,体积收缩率分别降低3.5%、12.2%;且掺加1.5%钢纤维的水泥基复合材料相较于未掺加材料疲劳性能提升约4倍,最大跨中挠度阶段性特征变现显著;掺入8%硅粉相较于纤维改善效果最佳,其抗压、抗折强度分别提升10.4%、13.3%,体积收缩率降低了28.8%。     

钢纤维混凝土抗裂性能试验研究

钢纤维可用于提高传统水泥基建筑材料的强度和韧性。钢纤维掺量影响水泥基材料性能,研究最佳钢纤维掺量在水泥基中的作用具有重要意义。试验采用相同水胶比进行了5组不同钢纤维掺量(0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%)的混凝土3 d、7 d和28 d抗压强度及抗裂试验。试验研究结果表明,钢纤维掺量0.8%~1.2%的混凝土抗压强度增长幅度最大,钢纤维混凝土7 d和28 d的抗压强度变化规律相近;钢纤维的掺入提高了混凝土的抗裂性能,随着钢纤维掺量增加,试件单位面积的裂缝条数和开裂面积都显著减小。     

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料力学性能试验研究

对混掺聚乙烯醇纤维(PVA)与12 mm两端直勾型精细钢纤维的水泥基复合材料进行立方体抗压和哑铃试件轴向拉伸试验,分析纤维掺量对混掺纤维水泥基复合材料抗压、抗拉强度和韧性的影响规律。结果表明:混掺精细钢纤维可以提高水泥基复合材料的立方体抗压强度、抗拉强度和韧性;随着精细钢纤维的增加,其抗压强度、抗拉强度和极限拉应变呈先增大后降低的趋势,当精细钢纤维掺量为1.2%时,28 d立方体抗压强度平均值比单掺PVA纤维提高了61.9%;当精细钢纤维掺量为0.8%时,28 d抗拉强度和极限拉应变分别比单掺PVA纤维提高了56.9%和240%。     

钢纤维定向对水泥基复合材料等效断裂韧度的影响

通过不同钢纤维分布方向和不同钢纤维掺量的预制缺口三点弯曲梁断裂试验,研究了钢纤维定向对钢纤维增强水泥基复合材料等效断裂韧度的影响。利用试验得到的荷载-挠度曲线,分析了钢纤维对水泥基复合材料断裂性能的影响,并计算了等效断裂韧度。结果表明,定向钢纤维增强水泥基复合材料的等效断裂韧度要明显高于相同掺量的乱向钢纤维增强水泥基复合材料,且等效断裂韧度随着钢纤维掺量的增加而逐渐增大;定向钢纤维试件的临界等效裂缝长度小于相同掺量的乱向钢纤维试件,且等效裂缝长度随着钢纤维掺量的增加而逐渐减小。此外,依据裂缝断裂面处的钢纤维数量和方向效应系数两方面解释了钢纤维掺量及定向对等效断裂韧度的提高作用。     

钢纤维水泥基复合材料力学性能试验

为进一步提高PPC的力学性能，满足国防工程的需要，进行了不同掺量钢纤维的情况下水泥基复合材料的力学性能试验。试验测得了不同钢纤维含量的情况下，水泥的各种强度。试验表明，在钢纤维体积率相同的情况下，抗折强度的提高率要大于劈拉强度的提高率，但钢纤维体积率超过一定比例后抗折强度与劈拉强度的提高率变小。随钢纤维体积率的增加，钢纤维水泥净浆的抗压强度也有所增大，但提高并不明显。并对以上试验结果做了分析，认为纤维间距是影响强度的重要原因。     

微钢纤维水泥基复合材料强度尺寸效应及相关性能的研究

为了确定微钢纤维水泥基复合材料强度尺寸效应及其力学强度之间相互关系,采用普通硅酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、外加剂、以及微镀铜钢纤维进行水泥基复合材料配合比试验。设计和制作了9组试件,通过试验,获得了水泥基复合材料的不同尺寸立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、抗拉强度,建立了微钢纤维不同尺寸间水泥基复合材料力学性能之间的相互关系,研究结果为普通水泥基复合材料的工程设计及工程应用质量评价提供理论依据。     

不同纤维长径比对钢纤维混凝土梁抗弯性能的影响分析

为研究不同工业回收钢纤维长径比对钢纤维混凝土梁抗弯性能的影响,模拟了4种不同纤维长径比的钢纤维混凝土梁,考虑到纤维体积掺率对梁的抗弯性能有一定的影响,采用体积掺量为1％的钢纤维.用Abaqus软件模拟了4种不同纤维长径比的钢纤维混凝土梁在集中力的作用下所发生的位移变化,通过曲线对比发现,随着纤维长径比的增加,混凝土梁的抗弯性能得到不同程度的提高.根据数值模拟分析结果可知,增加纤维长径比可以提高钢纤维混凝土梁抗弯性能,为回收工业钢纤维更好的应用于实际工程提供理论基础.     

超高强水泥基复合材料力学及收缩性能研究

选取钢纤维和玄武岩纤维进行试验,研究了两种纤维掺量以及硅灰掺量对超高强水泥基复合材料抗压抗折强度、疲劳性能以及体积收缩率的影响。结果表明,纤维和硅灰的加入能有效改善水泥基材料的力学及收缩性能,钢纤维对水泥基材料强度提升较大,但玄武岩纤维表现出与材料更好的相容性,1.5%钢纤维、0.1%玄武岩纤维改善效果最明显,抗折、抗压强度分别提高了12.6%、3.0%和21.2%、2.7%,体积收缩率降低了12.2%、5.4%,且1.5%钢纤维的疲劳寿命是不掺纤维的近4倍,最大跨中挠度曲线呈现明显的阶段性特征;8%硅灰改善效果最大,抗折、抗压强度分别提高了13.3%、10.4%,体积收缩率降低了28.8%。     

钢纤维对磷酸镁水泥基修补材料韧性的影响

为了研究钢纤维对磷酸镁水泥基修补材料(MPCMR)韧性的影响规律,对钢纤维MPCMR进行了抗压强度、抗折强度、抗冲击试验和弯拉试验,采用折压比、抗冲击韧性和弯曲韧性对MPCMR的韧性进行了分析,并与普通硅酸盐水泥基修补材料(PORM)和硫铝酸盐水泥基修补材料(SACRM)进行了对比。结果表明:当钢纤维的体积掺量为1.2%时,MPCRM折压比达到最大值(为0.22);钢纤维的体积掺量在1.2%~1.6%时,钢纤维MPCRM的抗冲击韧性最佳,荷载-挠度曲线更加饱满,二次强化更明显;当钢纤维的体积掺量为1.6%时,钢纤维MPCRM的相对剩余强度达到了最大值(为88.78%);与PORM-1.2和SACRM-1.2相比分别提高了9.11%和12.35%;钢纤维对MPCRM的韧性提高具有更好的效果。     

基于正交试验的UHTCC配合比设计

利用正交试验设计了9组不同配合比的超高韧性水泥基复合材料,通过直拉与弯拉试验,研究了水胶比、粉煤灰掺量、纤维体积掺量对极限拉应力、拉应变、弯拉应力和跨中挠度的影响。结果表明:PVA纤维明显提高了UHTCC的抗拉性能及抗弯性能;纤维体积掺量对7 d极限拉应变和28 d极限拉应力、拉应变均有显著影响,极限拉应力、拉应变总体上随着纤维体积掺量的增大而增大,水胶比对7 d极限拉应变影响显著,粉煤灰掺量对极限拉应力、拉应变的影响较小;水胶比和纤维体积掺量对7 d极限弯拉应力均有显著影响,粉煤灰掺量和纤维体积掺量对28 d极限弯拉应力有显著影响,水胶比和纤维体积掺量对7 d极限跨中挠度影响极其显著,对28 d极限跨中挠度有一定影响;通过综合分析确定了既保证强度又具有高延性的UHTCC的最优配合比。     

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．     

复合SMA纤维增韧高性能水泥基材料的弯曲与疲劳性能研究

文章以砂浆为基体材料,将短切形状记忆合金纤维和钢纤维掺入到砂浆中制备得复合SMA纤维增韧高性能水泥基材料。研究纤维的种类和掺量、长径比对纤维增韧水泥基材料试件的弯曲、疲劳等力学性能的影响规律。实验结果表明：采用SMA纤维与钢纤维复合掺入能够明显改善水泥基材料的弯曲和疲劳性能。随着混杂纤维体积掺量的增加,试件的抗弯承载力提高,当混杂纤维体积掺量为1%时,韧性可提高6-9倍;当混杂体积掺量为2%时,试件的疲劳寿命提高2.3倍。     

工业回收钢纤维改性混凝土轴压和劈拉性能试验研究

为研究从工业回收钢纤维改性混凝土轴心抗压和劈裂抗拉性能,实验以钢纤维掺量、长径比和类型为影响因素,进行了相关试验。目前国内对回收钢纤维混凝土还鲜有研究,本文通过对回收钢纤维进行研究发现,各回收钢纤维均对混凝土有着良好的增强效果,基本在钢纤维掺量为1.5%时发挥出钢纤维的最佳效果。回收钢纤维对混凝土增强的同时又改善了塑性性能。     

混杂纤维水泥基复合材料轴心受压应力-应变关系研究

在混杂纤维总体积掺量为2%的条件下,改变钢纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的体积掺量,设计制作了两类混杂纤维水泥基试块,通过轴心受压试验,分别研究钢-聚丙烯和聚乙烯醇-聚丙烯混杂纤维水泥基复合材料的轴心受压应力-应变关系,并提出了不同纤维掺量变化对峰值应力、峰值应变影响的计算式。结果表明:钢纤维和聚乙烯醇纤维能提高试块的抗压强度,聚丙烯纤维能显著提高试块的峰值应变,当聚丙烯纤维体积掺量大于0. 5%时,混杂纤维水泥基复合材料的抗压强度会低于基体。     

钢渣微粉对超高性能水泥基复合材料性能的影响

研究了钢渣微粉的火山灰活性和不同掺量对低水胶比超高性能水泥基复合材料的水化热、流动度、抗折强度、抗压强度的影响规律。试验结果表明,钢渣微粉具有比较高的火山灰活性,28d的活性指数可达到87.1;钢渣微粉掺量为10%时,累积放热量达到最大;当钢渣微粉掺量大于10%时,随着掺量的增加,累积放热量随之减少;钢渣微粉颗粒近似球体,会提高极低水胶比超高性能水泥基复合材料的流动度;钢渣微粉的掺入使超高性能水泥基复合材料的抗折强度先增加后减小,钢渣微粉掺量为10%的超高性能水泥基复合材料抗折强度最高,高达25.8MPa;钢渣微粉掺量在0~20%内,抗压强度略有降低,但仍可满足超高性能水泥基复合材料强度要求。证明了钢渣微粉可作为胶凝材料制备极低水胶比超高性能水泥基复合材料的可能性。