钢纤维混凝土局部增强高层建筑结构构件的研究

1 钢纤维的品种和钢纤维混凝土的特性 国内使用的钢纤维主要品种有：细钢丝切断圆直型钢纤维、碳钢熔抽型钢纤维、剪切型钢纤维、高强钢丝切断型钢纤维、钢板剪切型钢纤维、钢锭铣削型钢纤维、低合金钢熔抽异型钢纤维等。前两种钢纤维与基体混凝土的粘结性能较差，工程中已很少用。钢纤维的强度划分为三个等级：380MPa（380-599MPa）、600MPa（600-999MPa）、1000MPa（不小于10000MPa）。强度等级高的钢纤维高强混凝土，应采用高强度的钢纤维。     

钢纤维增强高性能混凝土的韧性研究

为了解和进一步提高钢纤维增强高性能混凝土的韧性，本文以环保型材料矿渣粉及平直型、端勾型两种类型钢纤维的优化配伍，对所配置高性能钢纤维混凝土进行了力学性能测试试验。通过立方体抗压强度试验、压缩韧性试验和弯曲韧性试验，研究了两种钢纤维增强高性能混凝土的强度、韧性等力学特性。研究结果表明：钢纤维的掺加对于混凝土的受压破坏形态影响显著，混凝土的抗折强度有明显提升，混凝土的压缩韧性和弯曲韧性有显著改善；端勾型钢纤维对混凝土的韧性的提升优于平直型钢纤维。     

钢纤维与混凝土基体粘结性能的试验研究

为研究异型外观的钢纤维与混凝土的粘结性能,设计开发了弓型、螺旋型、端勾型、束状钢纤维等系列异型钢纤维,再分别将平直型和异型的钢纤维埋入砂浆中,开展了粘结强度的对比试验,并进行了分析。试验研究结果表明:钢纤维截面形态的改变使其与混凝土基体的粘结强度的增长超过100%;两端锚固作用改进后的钢纤维对粘结强度的提高是平直型钢纤维的400%;经过两类改进工艺叠加实施的异型钢纤维,对比平直型钢纤维,其粘结强度的提升超过了700%。     

高速公路钢纤维混凝土试验路面中钢纤维分布规律的研究

从云南某高速公路微扭剪切型钢纤维增强混凝土试验路面中纤维分布的实际情况出发，应用计算机图像技术，研制了钢纤维分布细观几何参数的计算机测试系统，研究了钢纤维分布的细观几何参数，分析了钢纤维混凝土路面中钢纤维的分布规律，建立了钢纤维分布随机过程的数学模型，并研究了钢纤维的动态转移过程。     

主动防水防裂——铣屑型钢纤维混凝土的应用

分析了铣屑型钢纤维、剪切型钢纤维及冷拔钢丝钢纤维的物理性能和力学性能，其中铣屑型钢纤维与水泥砂浆的粘结强度最高，因此，铣屑型钢纤维混凝土的抗裂性能在几种钢纤维混凝土中最好。介绍铣屑型钢纤维混凝土在建筑物防水防裂方面的施工要点、应用效果及适用范围。     

新型端勾型钢纤维对混凝土性能的提升

为研究钢纤维形态对混凝土力学性能的影响,将2种外形的钢纤维分别掺入混凝土中进行对比试验和分析。试验研究结果表明:新型端勾型钢纤维与混凝土的粘结强度和弓型钢纤维相比增长2倍以上;掺入新型端勾型钢纤维与弓型钢纤维相比,钢纤维混凝土的抗折强度提高约9%;端勾型钢纤维对混凝土的增韧作用明显优于弓型钢纤维。     

纤维种类对钢纤维增强聚合物混凝土力学与变形性能的影响研究

以羧基丁苯聚合物改性混凝土(聚合物掺量8%)为基体,分别加入体积掺量1%、2%、3%的波浪、盾铃、渡铜钢丝型钢纤维进行对比试验。试验结果表明,三种钢纤维增强聚合物混凝土中,渡铜钢丝型钢纤维聚合物混凝土具有最好的力学性能,但呈脆性破坏;盾铃型钢纤维聚合物混凝土具有最优的施工和易性与耗能性能;波浪型钢纤维增强效果相对较弱。纤维的数量、密度、外形特征、外表的光滑程度、最佳掺量等对钢纤维增强聚合物混凝土的力学性能、耗能效果、破坏形式有较明显的影响。     

环向定向端钩型钢纤维增强水泥基管道的力学性能研究

通过外部磁场控制端钩型钢纤维的方向,制备出环向定向钢纤维增强水泥基管道,对环向定向及普通乱向钢纤维增强水泥基管道的外压性能和劈裂抗拉强度进行了试验研究,分析了钢纤维方向对钢纤维增强水泥基管道力学性能的影响。结果表明,纤维掺量相同时,环向定向钢纤维增强水泥基管道的初裂、极限外压荷载、韧性和劈裂抗拉强度明显高于普通乱向钢纤维增强水泥基管道。     

砂率对钢锭铣削型钢纤维混凝土性能的影响

通过一系列试验对钢纤维混凝土力学性能进行了研究,主要分析了砂率对钢锭铣削型钢纤维增强混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度等力学性能的影响,得出了钢锭铣削型钢纤维增强混凝土在不同水泥用量下的合理砂率.     

钢纤维对超高性能水泥基复合材料增强增韧的影响

为研究钢纤维对超高性能水泥基复合材料(UHPCC)增强增韧性能的影响,对掺加不同类型、掺量和排列方式钢纤维的UHPCC直接拉伸性能和弯曲韧性进行研究。结果表明,钢纤维明显提高UHPCC的直接拉伸性能和弯曲韧性。纤维掺量越高,增强增韧效果越明显;相同掺量下,波纹型钢纤维的增强增韧效果优于端钩型,这是由于波纹型钢纤维与基体间存在更强的机械咬合力。此外,沿拉应力方向有序排列钢纤维的方式更有利于UHPCC的增强增韧,表现为破坏过程呈现一定的应变硬化特征。     

配筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂计算

通过对试验结果的统计分析 ,研究了钢纤维类型和钢纤维含量特征值对钢筋钢纤维混凝土和预应力钢纤维混凝土梁正截面抗裂弯矩的影响规律 ,分析了钢纤维对混凝土抗拉强度的增强效应与钢纤维对梁正截面抗裂度的增强效应之间的相关关系。提出了配筋钢纤维混凝土梁正截面抗裂弯矩计算建议 ,供修订我国的《纤维混凝土结构技术规程》及工程设计与施工参考     

钢纤维轻骨料混凝土的力学性能试验研究

对钢纤维轻骨料混凝土(SFRLAC)进行了抗压、劈拉、抗剪和弯曲性能试验研究,纤维掺量为0~120 kg/m3,纤维类型分别为平直型和压痕型。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,SFRLAC的抗压强度小幅上升,劈拉强度、抗剪强度和弯曲性能则显著提高,同掺量条件下,平直型和压痕型纤维对抗压强度的增强作用几乎无区别,而后者对劈拉强度、抗剪强度和弯曲性能提高幅度更大。从弯曲破坏的试件断面看,钢纤维都是被拔出,而不是被拔断,陶粒是内部断开,而不是与水泥凝胶体脱黏,建议可以适当提高陶粒强度,适当降低钢纤维的抗拉强度,以提高SFRLAC材料性价比。     

不同种类钢纤维在C30泵送混凝土中的应用试验研究

为探讨不同种类钢纤维及掺量对C30泵送混凝土工作性能及力学性能的影响,主要研究了钢纤维混凝土工作性能、抗压强度及弯曲韧性。研究表明:钢纤维的掺入会影响混凝土泵送施工性能,经配合比优化后剪切压痕型和哑铃型钢纤维混凝土泵送性能优良;同掺量钢纤维混凝土,峰值前韧度差异相对较小,不同类型钢纤维的增韧效果主要体现在峰值后韧度的提高上,其中端钩型效果最好,其次为高强微细平直型,哑铃型和剪切压痕型峰值后韧度相当;对于低强度等级C30泵送混凝土,钢纤维增韧效果的发挥不仅与钢纤维自身强度有关,同时与钢纤维异性化程度和掺量有关。     

钢纤维混凝土压剪破坏研究

通过改变压应力和钢纤维掺量,研究了钢纤维混凝土的压剪破坏,结果表明:钢纤维混凝土压剪破坏后具有明显的材料软化特征,可用双线性剪切软化曲线表示;钢纤维混凝土压剪强度与其压应力和钢纤维掺量有关,但该两者的增强效果并不叠加.提出了钢纤维混凝土压剪强度的计算公式,并用有限元方法进行了校核.     

单片机在建筑机械中的应用

微机控制螺旋钢箍机所加工成型的螺旋型钢箍,能够提高建筑物的抗震性能。本文开创性地将微型计算机用于螺旋钢箍机的控制,设计了基于单片机的螺旋钢箍机数字控制系统。具有动态显示、语音报警等功能,可扩充性强,易维护,抗干扰性好,操作简便,该技术为钢箍加工自动化开了先例。     

预应力加固法在土木工程中的研究应用

对各种预应力加固法的研究及其应用进行了描述,包括预应力纤维复合材料片材、筋材、布材加固法及预应力拉杆加固法、预应力高强钢丝绳加固法、预应力钢绞线加固法、内嵌预应力螺旋肋钢丝加固法,这些加固方法能显著的改善原结构的受力,有效延迟裂缝的开展,限制裂缝的宽度,提高结构的承载力,增大结构的抗变形能力。     

螺旋筋增强方钢管混凝土柱的轴压性能及参数分析

为研究螺旋筋增强方钢管混凝土(SRCFSST)柱的轴压性能,以螺旋筋间距、螺旋筋直径、螺旋圈与方钢管的径宽比、方钢管壁厚、混凝土强度等级、纵筋为变化参数,对23个短柱试件进行了轴心受压破坏试验。基于试验实测数据,就各变化参数对SRCFSST轴压性能的影响规律进行了深入的参数分析,其中在延性分析部分引入了基于耗能的延性系数。研究结果表明：SRCFSST试件的表观破坏形态与普通方钢管混凝土的相似;当螺旋筋配筋率≥1.5%时,荷载位移曲线由下降型转化为强化型,并出现四个关键特征点,破坏前预兆明显;在增加相同用钢量的条件下,增加螺旋筋的含钢量时承载力、峰值应变及延性均大幅提高,而增加方钢管和纵筋的含钢量时仅承载力有小幅提高,峰值应变、延性均无明显变化;基于参数分析的结果,对采用SRCFSST的轴压构件的最优配钢方式提出了设计建议。     

钢纤维RPC力学性能的试验研究

为了探讨钢纤维对RPC力学性能的影响,试验研究了在标准养护和热水养护两种条件下,当水胶比不同时,钢纤维掺量对RPC强度和抗冲击性能的影响。试验结果表明:掺入适量的钢纤维可以明显提高RPC的强度和韧性;在水胶比为0. 18时,RPC的强度最高;热水养护有利于提高RPC的抗压强度,但对RPC的韧性提高并不多。     

混杂纤维增强延性水泥基复合材料力学性能与裂宽控制

为实现纤维增强延性水泥基复合材料高强度与高延性的匹配,在原有材料体系中附加钢纤维,试验研究了混杂聚乙烯醇(PVA)/钢纤维增强延性水泥基复合材料的轴拉、抗压性能.结果表明:随着钢纤维掺量的增加,混杂纤维增强延性水泥基复合材料开裂强度和抗拉强度不断提高,裂纹宽度显著降低,且钢纤维对高强基材的作用效果更加显著;当钢纤维掺量适量时,混杂纤维增强延性水泥基复合材料的极限拉应变得到有效提升,而钢纤维掺量对抗压性能的影响并不显著;PVA纤维和钢纤维混杂可获得高强度、高延性和低裂纹宽度的水泥基复合材料.     

钢纤维沥青混合料路面性能及应用研究

为防止低温地区沥青路面的开裂和提高沥青路面疲劳寿命,通过室内试验研究了钢纤维沥青混合料的物理力学性能,包括钢纤维沥青混合料的马歇尔稳定度、动稳定度、常温、低温劈裂强度、纤维防腐方法等,分析了钢纤维对沥青混合料性能影响的机理。通过试验路研究了钢纤维沥青路面的现场拌和施工工艺和使用效果,研究结果表明：沥青混合料中加入钢纤维可使低温劈裂强度明显提高,开裂时的变形显著增大,从而改善沥青路面的低温抗裂性能,同时钢纤维对常温条件下沥青混合料的抗拉强度和高温抗车辙性能有一定改善,钢纤维沥青路面的施工工艺与普通沥青混凝土