超高性能纤维增强混凝土

依据去除普通混凝土中的粗骨料以提高匀质性,同时在水泥基体中复合使用粉煤灰、硅粉和高效减水剂,并掺加微细纤维以增强韧性和延性,可以获得超高性能的水泥基纤维增强材料的想法。采用四川嘉华水泥厂产山牌Ｇ级油井水泥,密度２２２５ｋｇ／ｍ３的硅粉,内蒙元宝山发电厂的粉煤灰,粒径０．２５～０．６５μｍ福建平潭产标准砂,北京城建集团总公司构件厂产ＤＦＳ－２高效减水剂和直径０．２２ｍｍ、长度１２ｍｍ的表面镀铜钢纤维等材料制成４ｃｍ×４ｃｍ×１６ｃｍ试件,试验表明,掺２％钢纤维的试件,抗压强度可达２３０ＭＰａ,抗折…     

超高性能纤维增强混凝土初步研究

去除普通混凝土中的粗骨料以提高匀质性,同时在水泥基体中复合使用粉煤灰、硅粉和高效减水剂,并掺加微细钢纤维以增强韧性和延性,可以获得超高性能的水泥基纤维增强材料。试验结果表明,以水胶比为０．１６,配制出流动性良好的混凝土,达到抗压强度２３０ＭＰａ、抗折强度５０ＭＰａ。     

PVA纤维增强超高性能混凝土的力学性能研究

为探究PVA纤维对超高性能混凝土（UHPC）工作性能与力学性能的影响,试验通过设置5组不同的纤维掺量探究了UHPC的力学性能。结果表明,低掺量的纤维有利于提高UHPC的流动度,当纤维掺量超过0.5%后,纤维对流动性能产生不利影响,流动度开始下降,最低为164 mm;而抗压强度随纤维掺量的变化为先上升后降低,PVA1.0组抗压强度最大,为132.89 MPa;抗折强度与抗拉强度与纤维掺量成正比,PVA2.0组试验梁抗折强度最大,为13.27MPa;随着纤维掺量的增加,荷载-挠度曲线围成的面积也逐渐增大,能量吸收值也明显增大,PVA2.0组能量吸收值最高,为78.62 kN·mm。     

玄武岩纤维增强超高性能混凝土基本力学性能研究

超高性能混凝土（Ultra high performance concrete,UHPC）是一种具有高强度、高韧性及优良耐久性的水泥基复合材料。研究了UHPC常用原材料组分及玄武岩纤维（Basalt fiber,BF）对UHPC流动性及力学性能发展的影响。试验研究结果表明：纤维的掺入使得UHPC流动性降低,且随着纤维掺量的增加,流动度逐渐减小,使用1%掺量的12 mm BF的试样获得最佳的抗压强度、抗折强度及良好的流动度;在标养情况下,UHPC的性能受水灰比影响较大,随着水灰比增大,UHPC新拌物流动性增加,强度逐渐减小;UHPC流动度随着灰砂比增大而增大,强度则表现为1∶1.2时最佳;硅灰掺量对UHPC性能影响相对较小;矿渣粉可考虑作为较佳的矿物掺合料选择。综合分析原材料组成为12 mm纤维掺量1%、水灰比0.17、灰砂比1∶1.2、硅灰掺量12.5%、减水剂掺量1.5%时UHPC性能最佳。     

聚丙烯纤维增强高性能混凝土试验研究

从聚丙烯纤维对高性能混凝土工作性、力学性能、干燥收缩变形性能等方面进行了试验研究，结果表明：(1)聚丙烯纤维不会显著降低高性能混凝土工作性，完全能满足施工要求；(2)聚丙烯纤维能较明显提高混凝土的抗压强度及劈拉强度；(3)聚丙烯高性能混凝土具有很强的抗渗能力；(4)聚丙烯纤维能有效减小高性能混凝土的干燥收缩变形值,可大幅度提高混凝土抑制干燥收缩开裂的能力。     

聚丙烯纤维增强高性能混凝土试验研究

本文通过一系列的室内实验研究了聚丙烯纤维增强高性能砼的物理力学性能,表明在实际工程中采用聚丙烯纤维进一步提高高性能砼的物理力学性能是可行的。     

超高性能纤维增强混凝土板的受弯性能试验研究

为研究超高性能纤维增强混凝土(ultra high performance fiber-reinforced concrete, UHPFRC)板的受弯性能,进行了10块UHPFRC板的弯曲试验,研究了板的破坏形态、破坏过程、开裂弯矩、极限弯矩以及混凝土和钢筋的应变。在试验结果基础上,建立了考虑受拉区混凝土抗拉强度和应变硬化效应的UHPFRC板受弯承载力计算式。研究结果表明：UHPFRC板的弯曲破坏形态表现为一条主裂缝并伴有多条微裂缝出现,其破坏过程可分为线性变形、微裂缝发展、主裂缝发展和承载力下降四个阶段;UHPFRC板首次出现裂缝时的弯矩为极限弯矩的50%~55%;在设计板时应以变形作为控制指标,且可以少配或不配钢筋以发挥UHPFRC的材料优势;UHPFRC板在受力过程中表现出显著的应变硬化特性。给出了UHPFRC板的弯曲承载力计算式,可以反映受拉区UHPFRC的应变硬化特性。     

混杂纤维超高性能混凝土研究现状

纤维是超高性能混凝土（UHPC）中最重要的原材料之一。除了在UHPC中掺入单一纤维之外,现有大量研究对混杂多种纤维UHPC的力学性能进行了研究。文中总结归纳了不同尺度、形状、材料纤维混杂对超高性能混凝土（UHPC）力学性能的影响。相比于掺入单独一种纤维,混杂纤维UHPC的准静态力学性能、动态抗冲击性能常常表现得更加优异。并且钢纤维与聚合物纤维混杂还能提高抗爆裂性能。     

超高性能纤维混凝土力学性能综述

为使超高性能纤维混凝土(UHPFRC)更好地应用于实际施工,对各种影响因素(包括养护条件、粗骨料、矿物掺合料,纤维方向,尺寸效应)对硬化UHPFRC的基本力学性能进行了论述。研究结果显示:热处理可以产生超高抗压强度。用粉煤灰或矿渣代替硅粉对UHPFRC抗压强度没有明显影响,但对其抗弯强度和韧性影响显著。端部浇筑混凝土的梁最大荷载比中部浇筑混凝土的梁高出约15%。大尺寸的UHPFRC比小尺寸的UHPFRC力学强度低,且尺寸效应对弯曲强度比轴向强度影响大得多。     

混杂纤维增强高性能混凝土断裂能研究

通过纤维总体积掺量不超过1%的钢纤维、钢-聚丙烯、钢-塑钢混杂纤维混凝土带切口梁三点弯曲试验,测试出了混杂纤维增强混凝土的荷载-挠度曲线和荷载-裂缝口张开位移(CMOD)曲线,计算出对应的断裂能与等效抗弯强度并进行对比分析。结果表明:纤维体积掺量为1.0%混杂纤维增强高性能混凝土的荷载-挠度曲线和荷载-CMOD曲线形状和走势相似且包围面积大于素混凝土,具有良好的韧性性能;混杂纤维的掺入能大幅提高混凝土的断裂能,最大提高了6.98倍,其中钢纤维起主要作用;综合利用断裂能和等效抗弯拉强度feq1、feq2可以全面描述混杂纤维混凝土梁在受弯过程中的破坏特征与韧性变化。     

纤维增强硅粉高性能混凝土试验研究

研究了粉煤灰掺量（15%、20%、25%）、硅粉掺量（0、2%、4%、6%、8%）和钢纤维掺量（0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）对混凝土工作性、力学性能和断裂性能的影响。结果表明：粉煤灰掺量越大,混凝土的工作性越好,适宜掺量为20%;随着硅粉掺量的增加,混凝土的力学性能先提升后降低,当硅粉掺量为4%时,混凝土的抗压强度最高;钢纤维的掺入使新拌混凝土的工作性降低,但能有效延缓混凝土的受压破坏进程,提高混凝土的弯曲韧性,当钢纤维掺量为1.5%时,混凝土的断裂荷载达到最大。     

纤维增强高性能轻骨料混凝土的力学性能研究

研究了钢纤维和有机合成纤维对高性能轻骨料混凝土的增强增韧效果。结果表明,掺入钢纤维具有较好的增强增韧效果、弯曲韧度系数最高可提高14倍,但表观密度相应增大;掺入有机合成纤维可以在不增加轻骨料混凝土表观密度、保证其高强度的基础上,有效地改善轻骨料混凝土的韧性。     

克裂速纤维增强高性能混凝土试验研究

从克裂速对高性能混凝土工作性、力学性能、耐化学腐蚀性能、干燥收缩变形性能和干燥收缩裂缝的影响等方面进行了系统研究 ,结果表明 :(1)克裂速对高性能混凝土工作性的影响与配合比参数有关 ,总体看来 ,克裂速不会显著降低高性能混凝土工作性 ;(2 )克裂速对高性能混凝土抗压和抗折强度影响不大 ,不会显著降低高性能混凝土强度 ;(3 )掺克裂速的高性能混凝土具有较高的耐盐酸腐蚀的能力 ;(4 )克裂速可以显著降低高性能混凝土干燥收缩变形值 ;(5 )克裂速可以大幅度提高高性能混凝土抑制干燥收缩开裂的能力。     

钢筋超高性能纤维混凝土梁抗弯性能研究

通过8根采用自密实和常温标准养护制成的试验梁的静力加载试验,研究不同配筋率受弯构件的抗弯性能。试验结果表明:与相同基体强度和配筋率的钢筋混凝土梁相比,加入钢纤维后梁的极限承载力提高约13%,位移延性系数提高158%;加入钢纤维后梁的初裂荷载、裂缝宽度为0.1 mm时的荷载值占极限荷载的比例较对比梁大幅度提高,但裂缝宽度为0.2 mm时的荷载值与对比梁差别不大;随着钢筋配筋率的提高,试验梁极限承载力会相应的提高,相对于配筋率为0.86%的梁,配筋率分别为1.52%、2.38%时,梁的抗弯承载力分别提高72%、113%;参照CECS 38∶2004《纤维混凝土结构设计规程》,提出了钢筋超高性能纤维混凝土受弯构件正截面抗弯承载力计算方法,计算结果与试验结果吻合较好。     

超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验研究

进行9根超高性能纤维混凝土梁抗剪性能试验,试验梁变化参数包括:剪跨比、配箍率、预应力水平。试验结果表明:剪切破坏形态随剪跨比由小变大依次表现为斜压、剪压和斜拉破坏三种形式,抗剪承载力随剪跨比的增大而减小;用HRB500级钢筋做箍筋,箍筋的强度能够得到充分发挥,抗剪承载力随配箍率的增大而提高;预加力可以显著提高梁的抗剪承载力;正常使用极限状态下剪切斜裂缝最大宽度不超过0.2mm;临界斜裂缝形成前斜裂缝宽度发展缓慢,形成后发展速度明显加快;采用现有规范计算超高性能混凝土梁的抗剪承载力会导致过于保守;考虑剪跨比、配箍率、预加力因素建立超高性能混凝土梁的抗剪承载力统计计算的经验公式,按照经验公式对试验及所搜集的17根梁进行计算,计算值与试验值吻合较好,且变异系数较小。     

玄武岩纤维增强高性能混凝土配合比的正交试验研究

通过对96个掺加乱向短切玄武岩纤维后的混凝土试件进行正交试验测试与分析,研究了混凝土在满足抗折强度、抗压强度和工作性等方面最佳性能时的优化配合比,为进一步深化研究玄武岩纤维增强高性能混凝土提供了依据。     

三元混杂纤维增强高性能混凝土基本力学性能

选用钢纤维、杜拉纤维和塑钢纤维,在总体积率不超过1%时,按二元或三元混杂制备混杂纤维增强高性能混凝土,并通过立方体标准试块的基本力学性能试验,研究了三种纤维的混杂方式以及混掺比例对混凝土抗压强度、劈拉强度以及拉压比的影响。研究结果表明,钢纤维-塑钢纤维-杜拉纤维三元混杂对混凝土的抗压强度影响并不明显,但能显著改善混凝土试块破坏时的延性;适宜比例的钢纤维、塑钢纤维与杜拉纤维混杂可显著改善基体混凝土的劈拉韧性,使劈拉强度提高30%~55%,拉压比增大到1/17~1/15;钢纤维/塑钢纤维/杜拉纤维体积掺量分别为0.7%、0.19%、0.11%时混杂纤维的复合增强效果最好,高性能混凝土拉压比达到1/15.1。     

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．