基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计(2)——常温力学性能

在混杂纤维自密实混凝土高温下内部蒸汽压力测试研究的基础上,对混凝土配合比进行了优选,主要通过坍落流动度试验、J-环试验、U形管试验以及L-槽试验研究了所筛选的混杂纤维自密实混凝土的工作性,并测试了其常温力学性能。研究发现,钢纤维的引入会降低新拌自密实混凝土的工作性,而钢纤维与PVA纤维混杂以及钢纤维与PP纤维混杂对自密实混凝土的工作性影响较小;钢纤维与PP纤维的混杂对新拌自密实混凝土工作性影响最小;钢纤维或者混杂纤维的引入并没有明显地影响自密实混凝土的抗压强度,而抗弯强度得到了显著提高;相比于单掺钢纤维自密实混凝土,混杂纤维并没有进一步提高自密实混凝土的抗弯强度,但是弯曲韧性有较为明显的提高。     

基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计(3)——高温弯曲性能

测试了钢纤维混杂聚丙烯纤维自密实混凝土高温下的弯曲性能。研究发现,高温下混凝土的弯曲性能明显低于高温后的弯曲性能;高温下,纤维自密实混凝土、混杂纤维自密实混凝土的抗弯强度和弯曲韧性均随着温度的升高而不断降低;混杂纤维自密实混凝土在高温下的弯曲性能要优于普通自密实混凝土、聚丙烯纤维自密实混凝土以及钢纤维自密实混凝土。钢纤维与聚丙烯纤维以及钢纤维与聚乙烯醇纤维在高温下均表现出了明显的正混杂效应;聚丙烯纤维有利于抵抗混凝土爆裂,钢纤维对于提高混凝土高温下的剩余承载能力具有重要作用。     

混杂纤维自密实混凝土梁受弯性能有限元分析

利用ANSYS有限元软件,研究了玄武岩纤维和聚丙烯纤维不同掺量对自密实混凝土梁在屈服状态下应力和跨中挠度的影响,并给出了相关回归方程,得到了最佳纤维组合掺量,为混杂纤维自密实混凝土梁抗弯性能的试验研究提供参考。     

混杂纤维自密实混凝土冻融性能试验研究

研究了PP纤维、镀铜钢纤维和钢-PP混杂纤维对自密实混凝土工作性及冻融前后力学性能的影响,并探讨了冻融作用对纤维混杂增强效应系数的影响。结果表明:PP纤维对自密实混凝土工作性的影响大于钢纤维;未掺纤维的空白组经300次冻融后,其质量损失率及相对动弹性模量损失分别达到4.23%、34.8%,表观质量劣化严重;冻融作用对试件抗折强度影响最大,其次是动弹性模量和抗压强度;纤维的掺入能有效提高混凝土的抗冻性能,但钢纤维对表观质量的改善作用小于PP纤维;混杂纤维抗冻融能力明显高于单掺纤维组和空白组,纤维混杂增强效应随冻融循环次数的增加而降低。     

混杂纤维自密实混凝土梁受弯性能的试验研究

在纤维自密实混凝土工作性试验的基础上,对7组无筋混杂纤维自密实混凝土梁和5组混杂纤维增强低配筋率的钢筋自密实混凝土梁受弯性能进行试验研究,并分析纤维类型和纤维长径比对梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载以及弯曲韧性的影响。结果表明:梁的弯曲韧性随着纤维长径比的增加而增加,混杂纤维混凝土梁的弯曲韧性优于钢纤维,两种纤维协同作用时具有很好的正混杂效应;与最小配筋率的钢筋混凝土梁相比,纤维的掺入明显地改善了梁的屈服荷载和极限荷载,掺有(40+4)kg/m3混杂纤维并按最小配筋率配筋的梁的极限荷载与仅按1.5倍最小配筋率配筋的梁相当。     

钢聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土性能

采用钢纤维和聚丙烯纤维对自密实轻骨料混凝土进行改性,完成了 1组无纤维自密实轻骨料混凝土及4组钢-聚丙烯混杂纤维自密实轻骨料混凝土的工作性能、力学性能及微观结构的试验研究,从宏观与微观2个尺度系统分析了钢-聚丙烯混杂纤维的增强增韧机理.结果表明:5组自密实轻骨料混凝土均具有良好的流动性、黏聚性和间隙通过性,可满足自密实混凝土工作性要求;钢纤维与聚丙烯纤维可在不同结构层次和受荷阶段发挥阻裂作用,产生正协同效应,显著提高自密实轻骨料混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度;骨料-基体界面区的密实度随养护龄期延长而明显提高,而纤维与基体间存在微细孔隙,界面区结构较为松散.     

自密实混凝土结构抗火研究进展

对近年来自密实混凝土结构抗火研究进展作了总结,包括自密实混凝土高温材性试验和足尺自密实混凝土构件的抗火性能试验研究。从自密实混凝土高温下和高温后的力学性能、热工性能和应力-应变关系等方面入手,总结和分析了已有研究所取得的成果和尚存的一些问题。分析表明：高温下自密实混凝土质量和抗压强度损失严重,通过添加不同添加剂可使其得到改善。由于其密度高,在高温下自密实混凝土比普通混凝土更易发生高温爆裂,加入纤维可以有效抑制爆裂但会降低抗压强度。高温爆裂的抑制和抗压强度降低的平衡研究,自密实混凝土结构高温后损伤鉴定和修复加固,以及自密实混凝土加固结构的防火保护措施研究等是今后一段时间自密实混凝土结构抗火研究领域值得关注的课题。     

混杂纤维自密实混凝土早期开裂模拟分析

自密实混凝土水胶比较低,自由水分较少,如配制不当比普通混凝土更易发生早期开裂。本文利用有限元法建立了纤维自密实混凝土早期开裂新型平板法模型,研究了自密实混凝土随纤维种类、掺量的改变其早期抗裂性能变化的规律,结果表明:钢纤维对自密实混凝土早期开裂有一定影响,尤其当体积掺量超过1.5%后其抗裂性能得到了很大程度的提高;钢纤维与聚丙烯腈纤维共同作用也会影响自密实混凝土的早期开裂,在钢纤维掺量为0.8%情况下当聚丙烯腈纤维掺量在0.9kg/m3~1.5kg/m3范围内其抗裂性能提高得最为显著。     

混杂纤维高强自密实混凝土弯曲韧性试验

为探究混杂纤维改性混凝土的韧性作用机理,以镀铜微丝钢纤维和纳米碳纤维掺量为参数,制备了混杂纤维高强自密实混凝土,进行了弯曲韧性试验。基于试验数据,绘制荷载 挠度曲线,以弯曲韧度比为量化指标,采用数值分析方法对试件样本空间进行扩参数分析。结果表明:纳米碳纤维与镀铜微丝钢纤维在高强自密实混凝土开裂的不同阶段发挥不同层次的改性作用,使混凝土峰值荷载变形得以改善的同时,提高其极限荷载、初始弯曲韧度比和弯曲韧度比;初始弯曲韧度比最大提高幅度为34.5%,HS-S9C6试验组弯曲韧度比达0.84,且随挠度增长,弯曲韧度比下降速率较慢,混杂纤维较好地发挥了改性高强自密实混凝土的韧性作用。     

混杂纤维自密实混凝土轴心抗拉强度试验研究

通过在自密实混凝土中单掺、混掺聚丙烯长纤维、高分子聚合物纤维、50 mm钢纤维和35 mm钢纤维四种不同种类和尺寸的纤维,制作成棱柱体和立方体两种试件进行轴心抗拉试验,研究纤维种类、尺寸、掺量等因素对自密实混凝土抗拉强度的影响情况和混杂效应。研究结果表明:当纤维的体积掺量小于0.3%时,纤维对基体抗拉强度的增强效果由强到弱的顺序是:50 mm钢纤维35 mm钢纤维聚丙烯长纤维高分子聚合物纤维;而当纤维掺量较大时,两种合成纤维表现出更好的增强效果;长纤维优于短纤维的增强效果;当固定35 mm钢纤维掺量为20 kg/m~3时,混杂纤维自密实混凝土抗拉强度随着聚丙烯长纤维掺量的增加呈现先升后降的趋势,当其掺量为4 kg/m~3时,增强效果最佳,呈现出正混杂效应。     

用于预制声屏障的混杂纤维自密实混凝土

专利申请号：CN200610047672_3,公开号：CN1915889,申请日：2006．09．04,公开日：2007．02．21,申请人：大连理工大学。     

混杂纤维自密实混凝土的强度和抗弯韧性

在工作度试验研究的基础上,根据不同国际标准研究了不同类型纤维(钢纤维、聚丙烯纤维、混杂纤维)对自密实混凝土强度与抗弯韧性的影响．结果表明：混杂纤维可显著提高自密实混凝土的韧性并改善其破坏形态．     

自密实混凝土抗裂性能研究

对水胶比为0.43的自密实混凝土和普通泵送混凝土的早期开裂性能和干缩开裂性能进行了对比研究.研究结果显示,在同样水胶比情况下,在早期开裂和干缩开裂试验中,自密实混凝土的裂纹宽度均较普通泵送混凝土细,裂纹数量均较普通泵泵送混凝土多;从总体上评价,自密实混凝土的抗早期开裂和于缩开裂的性能均优于普通泵送混凝土.     

混杂纤维-钢筋自密实混凝土T梁抗剪性能的试验研究

通过进行一系列混杂纤维-钢筋自密实混凝土简支T梁在对称集中荷载作用下的抗剪试验,研究纤维类型及掺量、配箍率等参数对混凝土T梁斜截面受力性能、纵筋应变、箍筋应变和斜裂缝宽度的影响,分析了用混杂纤维部分替代箍筋的可行性,并将T梁与同等条件下矩形梁的极限剪力进行比较。结果表明,混杂纤维的掺入改善了梁的裂缝形态,减小了最大斜裂缝宽度。混杂纤维增加了梁的极限剪力和对应于极限剪力的加载点位移、韧性等。混杂纤维可以限制纵筋应变和箍筋应变的发展。混杂纤维能够部分替代箍筋,增大箍筋间距。混杂纤维能够使T梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏。T梁的极限剪力计算时必须考虑翼缘的贡献。     

混杂砖骨料自密实再生混凝土配合比设计

采用固定砂石体积法,利用废砖与废混凝土一起粉碎后筛选的5 mm~20 mm连续级配的混杂砖骨料配制性能优异的自密实再生混凝土。经过多次试验,比较了用水量和胶凝材料组成对混凝土的工作性能和抗压强度的影响,试验表明,当水胶比为0.36,粉煤灰掺量为40%时,混杂砖骨料自密实再生混凝土抗压强度可以达到47.6 MPa,工作性能也达到最优。     

水工自密实混凝土的抗裂性能

在综合分析导致混凝土产生裂缝主要原因的基础上,结合温升对比试验、干缩对比试验和抗裂性试验测试结果,探讨了自密实混凝土的抗裂性能,优化了自密实混凝土的原材料及其配合比,为研发抗裂自密实混凝土的制备技术提供了参考依据。     

自密实混凝土的抗冻融性能研究

自密实混凝土是一种具有高流动性,且具有持久稳定性的混凝土。由于这类混凝土只是近年来才被广泛认可,所以关于硬化后的自密实混凝土耐久性研究非常有限,尤其是在寒冷气候条件下,为此,我们对自密实混凝土抗冻融循环的性能进行了实验室和现场试验,证明了可以生产出具有抗冻融的自密实混凝土。同时我们发现,自密实混凝土的耐久性取决于很多因素,其中包括高效减水剂和引气剂的类型等。从本文我们可以发现,高效减水剂和引气剂之间配比不同,自密实混凝土的气孔质量也不同,在自密实混凝土中,相比传统的自然松香型引气剂,使用合成型的引气剂能形成更好的气孔结构。当混凝土气泡比表面积小于24mm^2/mm^3,间隔系数大于0.20mm时,也能生产出抗冻融循环的自密实混凝土。     

混杂纤维增强钢筋自密实混凝土梁抗剪试验研究

通过对一系列以纤维类型、纤维掺量、配箍率为主要变化参数的混杂纤维自密实混凝土梁斜截面抗剪试验分析,本文研究了在两个对称的集中荷载作用下无箍筋纤维混凝土梁和有箍筋纤维混凝土梁的极限剪力、剪力—加载点位移曲线特性以及破坏形态。结果表明,适量的纤维,尤其是混杂纤维能够显著提高自密实混凝土梁的极限剪力、峰值后承载能力以及韧性,不同纤维共同抗剪时具有明显的正混杂效应。混杂纤维和箍筋的共同作用使按构造配置箍筋的混凝土梁从脆性的剪切破坏转为延性的弯曲破坏。     

纤维改性自密实混凝土性能研究综述

论述了自密实混凝土性能的优势与弱点,并针对其弱点提出了纤维改性的可行方法,通过比较宏观纤维、微观纤维对自密实混凝土工作性能的影响,从力学、抗裂、耐久等方面,探讨了纤维改性自密实混凝土的性能,并大胆设想了纤维改性自密实混凝土未来的研究方向。     

玄武岩纤维自密实混凝土的性能试验研究

研究了玄武岩纤维体积掺量对自密实混凝土工作性能及力学性能的影响;并以体积掺量为0.3%的钢纤维自密实混凝土抗折试验为参照对象,分析了纤维掺入对自密实混凝土韧性的影响。研究表明,在自密实混凝土中掺入玄武岩纤维会影响拌合物的工作性能,并且玄武岩纤维掺量越大,影响越明显;抗压强度随着玄武岩纤维掺量的增加而降低;玄武岩纤维的掺入限制了自密实混凝土在受压破坏过程中裂缝的开展和延伸,随玄武岩纤维掺量的增加,抗折强度提高,折压比也随之增大,玄武岩纤维起到了一定的增韧效果,但是不如钢纤维明显。