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。     

高温后矿渣微粉纤维混凝土抗压强度试验研究

通过矿渣微粉纤维混凝土高温后立方体抗压和轴心抗压试验,分析温度、矿渣微粉掺量、钢纤维体积率、聚丙烯纤维掺量和混凝土强度等级等因素对混凝土高温后抗压强度的影响.结果表明,随着温度升高,高温后矿渣微粉纤维混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度不断降低,且逐渐趋于一致;矿渣微粉纤维混凝土高温后抗压强度随矿渣微粉、钢纤维和聚丙烯纤...     

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。     

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.     

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、钢纤维混凝土及混杂纤维混凝土高温后的抗压强度、抗折强度及力学性能残余率的变化规律。结果表明,混凝土的力学性能随着温度的升高而逐渐降低;温度小于400℃时,聚丙烯纤维混凝土力学性能有所改善,温度大于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。     

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.     

不同种类纤维混凝土高温抗渗性能研究

通过室内试验对比分析了钢纤维和聚丙烯纤维掺量、钢纤维单掺、聚丙烯纤维单掺和钢纤维—聚丙烯纤维混杂对混凝土高温抗渗系数(Ccp)的影响,并研究了降温方式对钢纤维混凝土Ccp的影响。试验结果表明,温度越高Ccp越大,随钢纤维掺量的增加,Ccp逐渐减小,而Ccp随聚丙烯纤维掺量的增加出现先减小后增大的趋势,当聚丙烯纤维掺量为0.05%时,Ccp最小;在混凝土中添加钢纤维、聚丙烯纤维和混杂纤维,分别使Ccp降低33.7%、26.6%和42.7%,表明混杂纤维对混凝土的高温抗渗性能改善效果最好;将钢纤维混凝土加热至相同温度,自然降温时抗渗性能最好,洒水降温次之,淬冷时抗渗性能最差,随着温度的升高,三者引起的抗渗性能差异逐渐减小。     

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.     

长径比对混杂纤维增强混凝土力学性能的影响

讨论了碳纤维(CF)和聚丙烯纤维(PF)、玻璃纤维(GF)和聚乙烯纤维(PeF)组成的混杂纤维增强混凝土的抗压强度、抗弯强度与纤维长径比之间的关系．试验结果表明，碳纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维和聚乙烯纤维的长径比对混凝土的抗压强度影响较小，而对抗弯强度则有明显影响．     

混杂纤维轻骨料混凝土力学性能试验研究

针对当前高层建筑物中普通混凝土自重大,而轻骨料混凝土强度较普通混凝土低的现状,以不同玄武岩纤维体积率(V_b)、聚丙烯纤维体积率(V_p)和陶粒代取代率(R_c)为影响因素,利用正交试验法设计了9组混杂纤维轻骨料混凝土(HF-LWC),进行了抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度试验,并基于试验结果建立了强度预测模型。结果表明:三种因素对抗折强度的提升幅度大于对抗压强度和劈裂抗拉强度的提升幅度,最大增幅为45.23%;随着V_b的增加,HF-LWC的强度逐渐增大,且V_b对HF-LWC强度的影响最显著;当V_b为0.2%、V_p为0.1%、R_c为10%时,HF-LWC强度最佳;拟合得出的HF-LWC抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度模型的精度较高。     

活性粉末混凝土热工参数试验研究

采用热线法对4种不同体积纤维掺量（素活性粉末混凝土、体积掺量0.2%聚丙烯纤维、体积掺量2%钢纤维、混合掺加体积掺量0.2%聚丙烯纤维和2%钢纤维）、几何尺寸为230mm×165mm×65mm的活性粉末混凝土（RPC）试件进行导热系数测定试验,获得了常温及100、200、300、400、500、600、700、800、900℃下的RPC导热系数实测值。研究温度、纤维种类和掺量对RPC导热系数的影响,拟合得到了RPC导热系数随温度升高而降低的关系式。并将RPC导热系数与高强混凝土和普通混凝土对比,结果表明,RPC的导热系数高于高强混凝土和普通混凝土。进行RPC试件的反演分析用高温试验,测量高温炉内试件中心温度。综合RPC导热系数实测值与试件中心实测升温曲线,采用ABAQUS有限元分析软件对高温下RPC试件的温度场进行模拟,进而反推出与各测点温度相对应的RPC比热容值,建立了常温至100℃及600~900℃时为常值,100~600℃随温度升高而增大的RPC比热容计算式。     

高温后不同聚丙烯纤维掺量活性粉末混凝土力学性能试验研究

完成了聚丙烯纤维(PPF)体积掺量分别为0、0.1%、0.2%和0.3%的活性粉末混凝土(RPC)经20~900℃后的力学性能试验,包括70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm立方体受压试验、70.7 mm×70.7 mm×228.0 mm棱柱体受压试验、40 mm×40 mm×160 mm棱柱体受折试验和“8”字形试件轴心受拉试验。考察了PPF对RPC高温爆裂的抑制效果,分析了PPF掺量和经历温度对RPC高温后力学性能(残余立方体抗压强度、残余轴心抗压强度、残余抗折强度和残余轴心抗拉强度)的影响。结果表明：PPF体积掺量0.1%和0.2%时对RPC高温爆裂的抑制作用不明显,体积掺量0.3%时可以防止RPC发生爆裂;常温下PPF的掺入对RPC力学性能有不利影响,经历温度高于200℃时,随PPF掺量的增大高温后RPC力学性能相应提高;掺PPF的RPC高温后残余抗压强度、残余抗折强度和残余轴心抗拉强度均随经历温度的升高先增大后减小,3种强度的临界温度分别为300℃、300℃和120℃。根据试验统计数据建立了高温后PPF体积掺量不同的RPC残余抗压强度、残余抗折强度和残余轴心抗拉强度随温度变化的计算式。     

混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)高温力学性能及微观分析

研究了混杂纤维增强高性能混凝土(HFHPC)与普通混凝土(NC)的高温力学性能,测试了两种混凝土试件在承受常温及200、400、600、800℃高温后的抗压、劈裂抗拉和抗折强度及试件烧失量,采用SEM观察高温后的混凝土微观组织变化。结果表明:混杂纤维可显著提高混凝土的常温及高温力学性能。在所试验温度下的HFHPC混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折强度均高于NC混凝土,且在400℃时,达到最大值。400℃以后,HFHPC混凝土的力学性能随着温度升高而降低,但仍显著高于同温度时NC混凝土的强度值,特别是劈裂抗拉强度的提高尤为明显,至800℃时HFHPC混凝土的抗压、劈裂抗拉、抗折强度分别为同温度时NC混凝土的1.24、4.5和1.61倍。     

反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与钢筋黏结强度研究

考虑钢纤维和聚丙烯纤维的体积率、长径比等因素的影响,设计制作36个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件,通过中心拉拔试验,研究低周反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋间的黏结强度。结果表明：混杂纤维的掺入对混凝土与钢筋间的黏结强度存在正混杂效应,其中钢纤维对黏结强度的提高作用更为明显。对于混杂纤维混凝土,在聚丙烯纤维体积率为0.15%、长径比为167的情况下,当钢纤维体积率从0.5%增长到1.5%、长径比从30增加到80时,黏结强度分别提高了20.57%和14.75%,而聚丙烯纤维体积率和长径比的变化对黏结强度没有明显影响;当混杂掺入体积率为1.5%、长径比为60的钢纤维与体积率为0.15%、长径比为167的聚丙烯纤维时,与相应的单掺钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土相比,黏结强度分别提高了14.64%、31.37%和46.55%。此外,基于厚壁圆筒理论,针对实际受力情况,建立了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋黏结强度的理论模型,计算结果与实测结果吻合良好。     

高温对C80HPC抗压强度及超声波速的影响

对C80HPC试件进行抗压强度试验与超声检测,分析聚丙烯纤维掺量对HPC高温前后混凝土爆裂现象、质量损失、抗压强度、声速变化的影响和不同超声测试距离对混凝土超声速率的影响。结果表明：掺加PP纤维可以明显抑制高温爆裂对C80HPC的影响;C80HPC试件的抗压强度随受火温度的升高而降低,当受火温度在200~300 ℃时,掺聚丙烯纤维的C80HPC试件抗压强度有所反弹;随着温度的升高,C80HPC试件超声声速下降,随着测距的增加,超声声速下降,下降幅度不大,可以通过超声声速探测混凝土内部损伤缺陷。建立了C80HPC抗压强度、受火温度和超声声速的关系。     

纤维高强混凝土抗剪性能的试验研究

通过84根尺寸为100mm×100mm×400mm的高强混凝土、钢纤维高强混凝土、聚丙烯纤维高强混凝土试件在剪切荷载作用下的抗剪试验,研究了纤维类型和纤维体积率(掺量)对高强混凝土抗剪强度及在剪切荷载作用下变形性能的影响。结果表明,纤维的加入有效地改善了高强混凝土的抗剪强度及变形性能。初裂抗剪强度和变形、极限抗剪强度和变形以及抗剪韧性均随纤维体积率(掺量)的增加而增大,试件破坏时能保持完整性。根据试验结果,建立了钢纤维高强混凝土及聚丙烯纤维高强混凝土抗剪性能的剪力传递模型和数学表达式。     

钢纤维混凝土高温后SHPB试验研究

采用改进的分离式Hopkinson压杆装置,结合应变直测技术,分别对常温以及经历400℃和800℃高温的普通混凝土和钢纤维混凝土（SFRC）进行了单轴冲击压缩试验,减少了传统的Hpokinson压杆试验中的入射波的高频震荡,使得应变率的波动性明显减小。经历400℃和800℃后,普通混凝土的峰值应力和弹性模量均有较大程度的降低,同时,试件的能量吸收能力大幅度下降;钢纤维混凝土的峰值应力也有较大程度的降低,但是弹性模量降低较少。