纤维超高强混凝土的制备及力学性能试验研究

为提高高强、超高强混凝土的韧性和抗开裂性能,采用复合超叠加技术在配制出抗压强度110MPa以上基体混凝土的基础上,分别配制出了钢纤维增强超高强混凝土、PVA纤维增强高强混凝土,同时对不同体积掺量的两种纤维混凝土进行了立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗弯性能和弹性模量等力学性能的测试,并对超高强纤维混凝土进行了弯曲韧性的试验研究.结果表明,钢纤维时高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度有一定的增强作用,PVA纤维却降低了高强混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度.两种纤维都能明显改善基体混凝土的劈裂抗拉强度、抗弯强度及弯曲韧性.对此种超高强基体混凝土,钢纤维的增强增韧效果明显好于PVA纤维.     

聚丙烯-钢纤维高强混凝土弯曲性能试验研究

对聚丙烯纤维和钢纤维混杂增强高强混凝土(P—SFRHSC)的弯曲性能进行的试验研究结果表明．P—SFRHSC在初裂强度、抗弯强度与韧性方面不仅显著优于普通高强混凝土，而且也优于钢纤维高强混凝土，是一种具有推广应用价值的土木工程复合材料?     

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。     

掺聚丙烯纤维改善C120超高强混凝土脆性的试验研究

以C120超高强混凝土为基准,掺入聚丙烯纤维进行了混凝土的早期收缩、断裂性能、劈裂抗拉、高温脆性爆裂试验。试验结果表明:聚丙烯纤维限制了混凝土裂缝的发展;随着纤维掺量的增加,混凝土的韧性也随之增加;掺聚丙烯纤维后C120混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比均有所提高,混凝土的脆性得到明显改善;克服了高温脆爆现象,实现了C120超高强混凝土的高性能化。     

钢纤维改善高强混凝土单轴受压特性的试验研究

研究了钢纤维高强混凝土单轴受压应力-应变全曲线的特征。通过试验发现,在高强混凝土中掺入钢纤维,对应力-应变曲线产生了明显的影响,特别在钢纤维体积率Vf=1.5%及2.0%时,应力-应变全曲线出现了二次峰值,这在普通钢纤维混凝土及高强混凝土中从未出现过。同时由于钢纤维的掺入,对高强混凝土单轴受压的应力峰值、峰值应变及韧性都产生了不同程度的影响,从而有效地改善了高强混凝土的性能。     

聚丙烯纤维对超高强混凝土断裂特性的影响

通过三点弯曲梁试验研究了聚丙烯纤维掺量和种类对抗压强度100MPa的超高强混凝土断裂性能的影响.结果表明:超高强混凝土裂缝破坏过程分为3个阶段.聚丙烯纤维对延缓超高强混凝土第1阶段和第2阶段裂缝破坏发展有一定的效果,但效果不明显.聚丙烯纤维对延缓超高强混凝土第3阶段裂缝破坏发展效果明显.与未掺聚丙烯纤维超高强混凝土相比,掺2kg·m-3长度19mm聚丙烯纤维的超高强混凝土断裂能增加50.8%,韧性提高54.5%,各龄期抗压强度增大,而掺2kg·m-3长度9mm聚丙烯纤维的超高强混凝土断裂能增加45.5%,韧性提高29.4%,各龄期抗压强度降低.     

聚丙烯纤维改性橡胶高强混凝土高温性能研究

对研配的试件进行了高温试验,利用外表面观察法和残余强度法对比研究了高强混凝土、橡胶粉高强混凝土及聚丙烯纤维改性橡胶粉高强混凝土高温作用后的性能变化.研究结果表明,聚丙烯纤维的加入有效地改善了高强混凝土和橡胶粉高强混凝土的高温抗爆裂性能,聚丙烯纤维与适量的橡胶粉混杂有利于提高橡胶粉高强混凝土的剩余抗压强度.     

钢纤维对高强混凝土弯曲性能影响的试验研究

选用工程中常用的铣削型、切断弓型、剪切波纹型钢纤维,以不超过2.0%的体积分数掺入高强混凝土中,通过2种尺寸小梁试件的弯曲强度和韧性试验,研究了钢纤维类型及掺量对高强混凝土弯曲强度及变形性能的影响.结果表明:当3种类型钢纤维分别以2.0%的体积分数掺入高强混凝土中时,可使高强混凝土抗裂能力分别提高72%,41%和42%,弯曲极限强度分别提高90%,84%和57%.钢纤维对高强混凝土试件的尺寸效应系数影响显著,试验时应考虑试件尺寸对试验结果的影响.钢纤维高强混凝土弯曲韧度指数及承载力变化系数均随钢纤维体积分数的增大而增大,并大于理想弹塑性材料的相应值.不同类型钢纤维对高强混凝土弯曲强度及弯曲韧性的改善效果不同,可通过改进钢纤维的加工工艺、表面形状等来提高钢纤维对高强混凝土的增强增韧效果.     

钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土断裂性能的混杂效应

通过钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土试件的楔劈拉伸断裂试验,研究了混杂纤维高强混凝土断裂参数的纤维混杂效应.结果表明,钢纤维在混杂纤维高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,聚丙烯纤维对高强混凝土断裂性能的改善具有局限性;混杂纤维高强混凝土的断裂韧度及断裂能,在钢纤维体积率为1.5%时,钢纤维与聚丙烯纤维表现出较好的协同混杂效应,尤以断裂能更为显著,而当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,仅在钢纤维掺量较小时方具有正混杂效应.同时,不同类型的钢纤维与聚丙烯纤维对高强混凝土各断裂参数的混杂效应具有不同的影响.     

高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受弯性能试验研究

为研究高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁在集中荷载作用下的受弯性能,对6根掺量不同的聚丙烯纤维矩形截面梁进行了试验研究,对比分析了高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、正常使用阶段的裂缝宽度及变形.结果表明,高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁受力性能和普通钢筋混凝土梁相同;高强钢筋聚丙烯纤维混凝土梁的受弯承载力、挠度及裂缝宽度均可以按照现行GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中相关公式计算.