钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究

试验研究和工程实践表明,钢纤维混凝土具有良好弯曲韧性,《纤维混凝土结构技术规程》(CECS38∶2004)在隧洞支护与补砌、工业建筑地面设计中引入弯曲韧度指数和弯曲韧度比,这与以往基于ASTMC1018弯曲韧性指数不同。通过四点弯曲梁弯曲韧性试验,利用不同方法计算弯曲韧性指标,对钢纤维体积率和混凝土强度对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响进行分析。     

钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究

根据12个小梁弯曲韧性的试验、12个切口梁韧性试验,研究了钢纤维对基体的初裂弯曲抗拉强度、残余弯拉强度、弯曲韧度指数的影响。分析了钢纤维对基体变形性能的影响及增韧效果。同时探求由残余弯拉强度和钢纤维的特征参数这两个方面求得钢纤维混凝土正常使用极限状态、承载能力极限状态下的抗拉强度值。结果表明:钢纤维混凝土是理想的地下结构建筑材料,能够适应所需要的强度和变形的要求。     

高强钢纤维混凝土弯曲韧性试验研究

通过试验得到了不同基体混凝土强度、钢纤维体积分散和钢纤维类型和高强钢纤维混凝土弯曲荷载－挠度曲线，据此研究分析了基体混凝土强度、钢纤维体积分数和钢纤维类型等对高强钢纤维混凝土弯曲韧性指数和弯曲承载力变化系数的影响规律。该成果可作为纤维混凝土结构技术规程相应设计条款的科研依据。     

尾矿砂喷射钢纤维混凝土弯曲韧性研究

以尾矿砂取代天然砂配制的尾矿砂喷射钢纤维混凝土,并参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,借助弯曲荷载-挠度曲线,分析粉煤灰掺量、硅粉掺量和钢纤维掺量对混凝土弯曲韧性影响。结果表明:粉煤灰降低尾矿砂喷射钢纤维混凝土峰值荷载和峰值位移。而钢纤维对峰值荷载影响较小,对变形性能影响较大,同时,增大硅粉掺量仅能提高混凝土的峰值荷载。另外,发现尾矿砂喷射钢纤维混凝土的最优粉煤灰掺量和钢纤维掺量为20%和40%。     

废轮胎钢纤维混凝土的弯曲韧性试验研究

为探析废轮胎钢纤维混凝土在道路工程中的应用前景,采用ASTM C1018对比测试了不同掺量的废轮胎钢纤维和普通钢纤维对水泥混凝土弯曲韧性的影响。结果表明:废轮胎钢纤维对混凝土韧性具有明显提高作用;随钢纤维掺量的增加,初裂后的荷载-挠度曲线更趋饱满、荷载二次峰值不断提高,混凝土越接近理想弹塑性材料;废轮胎钢纤维混凝土的韧性低于普通钢纤维,若要达到相同韧度,其掺量需较普通钢纤维高25%~45%。     

微细钢纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究

混凝土中掺加微细钢纤维不易结团,在掺量较大时分布均匀性良好,能更好地发挥钢纤维增强、增韧和阻裂作用。采用掺加微细钢纤维和高温蒸汽养护配制高强混凝土,通过弯曲韧性试验,计算弯曲韧性指数,研究纤维掺量、水胶比和养护龄期等因素对韧性的影响。结果表明:钢纤维体积率是影响弯曲韧性的主要因素,强度和弯曲韧性都随着体积率增加而增大;适当减小水胶比,可以提高混凝土的弯曲强度和韧性;蒸汽养护能提高钢纤维混凝土的早期韧性和强度,恒温90℃蒸汽养护48h然后转标准养护,3d等效弯曲强度达到28d等效弯曲强度的85.4%~90%。     

钢纤维混凝土弯曲韧性及其评价方法

结合16组钢纤维混凝土试件的弯曲韧性试验结果,分析总结国内外常用弯曲韧性测试和评价方法的优点和不足,提出了一种适合钢纤维混凝土特点的弯曲韧性评价方法,并基于该方法探讨了钢纤维体积率对普通混凝土(C30)和高强混凝土(C50)弯曲韧性的影响.结果表明,所提出的钢纤维混凝土弯曲韧性评价方法克服了现有评价方法的不足,简单实用,可供中国钢纤维混凝土试验方法标准修订时参考.     

钢纤维自密实混凝土弯曲韧性和剪切韧性试验研究

弯曲韧性和剪切韧性是反映构件在复合受力状态下耗能能力的重要指标。采用三点弯曲试验研究不同纤维掺量下钢纤维自密实混凝土的弯曲韧性,通过改进的单面直接剪切试验,研究钢纤维自密实混凝土的剪切韧性,应用统计分析的方法确定受剪试件的初裂剪切位移值,提出剪切开裂后不同剪切位移下的能量吸收值和等效抗剪强度的计算方法,对比分析纤维掺量和受剪面高度对钢纤维自密实混凝土的剪切韧性的影响规律。研究结果表明:钢纤维可提高自密实混凝土的抗弯强度和名义抗剪强度,明显改善混凝土的受弯或受剪时的能量吸收能力,使混凝土在峰值荷载后仍具有较高的承载能力;钢纤维掺量增加时混凝土在弯矩或剪力作用下的能量吸收能力和等效强度增加,受剪面高度增加时混凝土的能量吸收能力增加,等效抗剪强度降低。     

高掺量超短超细钢纤维早强混凝土的强度及弯曲韧性研究

本文考察了高掺量超短超细钢纤维对混凝土抗压强度、抗折强度以及弯曲韧性的影响,得到了强度及弯曲韧性随龄期的变化规律。研究结果表明,即使在水灰比高于素混凝土的情况下,高掺量超短超细钢纤维混凝土的早期和后期抗压、抗折强度都能明显提升,尤其是抗折强度提高更显著。过多增加超短超细钢纤维掺量,会造成纤维混凝土强度的下降,尤其是抗压强度;抗折强度早期会随纤维掺量增加而降低,但后期强度能得到快速增长。超短超细钢纤维混凝土的裂纹扩展过程较缓慢,体现出良好的韧性性质。钢纤维体积掺量从4%增加至6%时,纤维混凝土的1d~3d弯曲韧性可得到提高,但7d~28d弯曲韧性则出现降低。为使超短超细钢纤维混凝土获得最佳的强度和弯曲韧性,存在一个合理的纤维掺量范围。     

生态钢纤维混凝土弯曲韧性和断裂性能

为掌握生态钢纤维混凝土的弯曲韧性和断裂性能,分别对掺率(体积分数)为1.0%,1.7%,2.4%的2种异形生态钢纤维混凝土和掺率为0.7%,1.3%的原生高强钢纤维增强混凝土进行了无切口梁四点弯曲韧性试验和切口梁三点弯曲断裂试验。研究结果表明:生态钢纤维掺率为1.0%时,无切口梁四点弯曲荷载 挠度曲线和切口梁三点弯曲荷载 挠度及荷载 切口张开位移曲线在达到峰值后都出现局部陡降,试件残余强度较小,断裂韧度值较低,纤维对改善混凝土弯曲韧性和断裂性能的作用较小;当生态钢纤维掺率为1.7%时,混凝土弯曲韧性和断裂性能均得到显著提高,混凝土在变形达到15δ_ult,p（δ_ult,p为素混凝土峰值荷载对应的挠度）或70D_ult,p（D_ult,p为素混凝土峰值荷载对应的切口张开位移）水平时,依然具有较高的持荷能力和较好的韧性,波浪型生态钢纤维混凝土断裂能和断裂韧度是素混凝土的27.59倍和8.35倍;生态钢纤维掺率为2.4%时,混凝土弯曲韧性指标、断裂能和断裂韧度进一步增加;掺率为1.7%的生态钢纤维混凝土增韧和抗断裂效果与掺率为0.7%的原生高强钢纤维混凝土相当。     

钢纤维混凝土弯曲韧性测试方法与评价标准

按照不同国家的有关标准进行了大量钢纤维混凝土梁的弯曲韧性试验，并依据试验结果，对比了目前国际上应用较为广泛的钢纤维混凝土弯曲韧性标准的优缺点，为我国纤维混凝土技术规程的修订奠定了基础．     

钢纤维混凝土弯曲韧性指数计算方法探讨

综合分析了国内外几种常用的钢纤维混凝土弯曲韧性指数的定义及其计算方法,深入分析了各种弯曲韧性指数计算公式的物理含义.通过本文中进行的钢纤维混凝土标准受弯试件挠度试验结果的计算对比分析,指出了各种计算方法的优缺点及适用范围,给出了实际工程中的使用建议.     

钢纤维混凝土劈拉及弯曲强度和韧性研究

通过钢纤维混凝土劈拉强度、弯曲强度和弯曲韧性的实验,研究了混凝土的劈拉强度、弯曲强度和弯曲韧性随着钢纤维掺量的增加有不同幅度的增长,同时钢纤维的长径比和钢纤维根数对钢纤维混凝土的性能也有重大影响。     

早龄期钢纤维混凝土弯曲韧性试验与分析

设计并制作了不同纤维掺量（0．6％、1．2％、1．8％）的36个小梁试件,进行了不同龄期（1d、2d、3d、7d、28d）钢纤维混凝土弯曲韧性试验。利用ASTMC1018韧度指数法对试验结果进行评价。结果表明,不同龄期条件下钢纤维混凝土韧度指数变化不明显,但纤维掺量对韧度指数有较大影响,且对早龄期混凝土影响显著。随龄期增长,初裂韧性有显著提高。早龄期钢纤维混凝土弯曲韧度指数比值介于1．95-2．20之间,与理想弹塑性参数2较为接近。纤维掺量1．2％的钢纤维混凝土有良好的塑性性能。     

PVA和钢纤维及钢纤维之间混杂对混凝土弯曲韧性的影响

在已有单掺钢纤维和合成纤维混凝土的研究基础上,研究了聚乙烯醇纤维(PVA)和钢纤维混杂,及两种不同参数钢纤维混杂的增韧、增强效果。结果表明,相对于单掺纤维,不同纤维混杂可使混凝土的弯曲强度及弯曲韧性明显提高,荷载作用下混凝土弯曲荷载-挠度曲线的下降段明显变缓,应变硬化现象更为明显,混杂纤维可以产生协同增强效应。     

聚丙烯纤维与钢纤维喷射混凝土弯曲韧性的对比

随着聚丙烯纤维和钢纤维掺量的增加，纤维混凝土弯曲韧性指标提高。纤维掺量为体积1．03％的聚丙烯纤维混凝土等效弯拉强度仅相当于纤维掺量为体积0．45％的钢纤维混凝土。改性聚丙烯纤维混凝土取代钢纤维混凝土应用于喷射混凝土支护工程．尚需提高聚丙烯纤维弹性模量，并增加混凝土中聚丙烯纤维掺量。     

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.     

钢纤维混凝土的抗弯韧性研究

本文系统研究了晨大骨料粒径，混凝土强度等级，钢纤维掺量和纤维长度等对钢纤维混凝土的抗弯韧性的影响。试验采用两种最大骨料粒径（15mm,25mm)，两种纤维体积掺量（0．2％，0．6％）和两种纤维长度（35mm,60mm) ,混凝土强度等级分别为C30和C50。研究结果表明，混凝土本身因素（如强度，骨料粒径）与纤维参数（如体积掺量，纤维长度）对钢纤维混凝土的韧性具有同样重要的影响，钢纤维混凝土的设计和应用必须综合考虑纤维与基材料的合理配伍。     

合成纤维混凝土弯曲韧性研究

通过聚丙烯腈(PAN)纤维混凝土和聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土的三点弯曲切口梁试验,研究了合成纤维掺量和弹性模量对混凝土弯曲韧性的影响,探究了纤维混凝土跨中挠度(δ)和裂缝张开口位移(CMOD)与纤维掺量的关系。结果表明:针对混凝土弯曲韧性而言,PAN纤维与PVA纤维的合适掺量范围分别为1.5～1.8 kg/m3和1.3～1.5 kg/m3;δ与CMOD之间存在线性关系,可以用纤维掺量与CMOD预测δ。