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。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋黏结性能试验研究

通过51个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件的中心拉拔试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋的黏结性能,分析钢纤维体积率、钢纤维长径比、聚丙烯纤维体积率和混凝土强度对黏结性能的影响,建立黏结本构关系。结果表明:对极限黏结强度的影响排序为,混凝土强度最大,钢纤维的体积率和长径比次之,聚丙烯纤维体积率最小;随着钢纤维体积率、钢纤维长径比和混凝土强度的增大,极限黏结强度分别提高18.4%、17.4%和50.5%,峰值滑移分别提高39%、38%和31%,聚丙烯纤维体积率的变化对极限黏结强度和峰值滑移没有明显影响;与钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土相比,极限黏结强度相应提高5.3%、21.3%和18.2%,峰值滑移相应提高2.8%、36%和90%。提出黏结应力-滑移全曲线的数学表达式,可为钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的工程应用和《纤维混凝土结构技术规程》的修订提供参考。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与既有混凝土的黏结劈拉性能试验研究

为研究不同掺量的混杂纤维及界面剂对新老混凝土黏结性能的影响,对12组混杂纤维混凝土（聚丙烯纤维体积掺量为0.11%,多锚点钢纤维体积掺量分别为0.8%和1.2%）与既有混凝土的立方体黏结试件（150 mm×150 mm×150 mm）进行劈拉性能试验,并对黏结界面取样进行SEM扫描,分析不同纤维掺量及界面剂对新老混凝土的界面黏结强度和破坏形式等的影响以及混杂纤维在黏结面的作用机理。试验结果表明：单纤维及钢-聚丙烯混杂纤维的掺入均能提高试件的黏结劈拉强度,其中钢纤维体积掺量1.2%的混杂纤维混凝土试件提高幅度最大,相较于普通混凝土提高幅度最大为26%;涂抹环氧界面剂试件的黏结劈拉强度均大于无界面剂试件,涂抹环氧界面剂能有效提高混凝土试件的黏结劈拉性能;混杂纤维掺入后能有效改善黏结界面区的孔隙结构,提高界面黏结性能。     

钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋黏结锚固性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与变形钢筋的黏结锚固性能,克服陶粒混凝土韧性差及其与钢筋黏结性能不佳的缺陷,对16组不同混杂比的钢纤维、聚丙烯纤维陶粒混凝土试件进行中心拉拔试验,得到混杂纤维掺量对陶粒混凝土与钢筋黏结破坏形态、黏结强度以及黏结滑移曲线的影响规律。采用能量法量化评价混杂纤维对黏结滑移的影响,利用试验数据计算得到钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋的临界锚固长度。结果表明:钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土拉拔试件的破环形态为拔出破坏,延性较好; 黏结滑移曲线具有完整的上升段和下降段,钢纤维和聚丙烯纤维混掺对黏结强度可产生正混杂效应,钢纤维对黏结性能的改善起主导作用,聚丙烯纤维次之; 混杂纤维能大幅提升黏结滑移曲线的上升段及下降段能量吸收值,明显改善黏结韧性和变形能力; 混杂纤维陶粒混凝土的临界锚固长度较未掺纤维时可减小23%; 掺入钢-聚丙烯混杂纤维能显著改善陶粒混凝土与变形钢筋的锚固黏结性能,提高黏结延性,减小陶粒混凝土与变形钢筋的的锚固长度。     

玻璃纤维复材筋与混杂纤维混凝土黏结性能研究

通过对24个混杂纤维混凝土试件的拉拔试验,研究玻璃纤维复材(GFRP)筋与混杂纤维混凝土的黏结性能,分析钢纤维和聚乙烯醇(PVA)纤维的体积率对黏结性能的影响。研究表明:钢-PVA纤维混凝土与GFRP筋的黏结滑移曲线可以分为上升段、下降段和残余段,在残余段内黏结强度呈往复上升下降的衰减过程,峰值每次下降40%～50%。总纤维体积率为0. 9%时,随着钢纤维体积率占比增大,GFRP筋与混杂纤维混凝土之间的黏结性能逐渐提高,且拉拔过程中耗能逐步增加。最后,根据试验得到的黏结滑移曲线进行拟合,提出黏结滑移的本构关系。     

混杂纤维混凝土抗弯性能及混杂效应试验研究

按照钢纤维0、0.5％、1％、1.5％的体积掺量和聚丙烯纤维0.1％、0.2％、0.3％的体积掺量制作混杂纤维混凝土试件,进行四水平全面对比弯拉试验,以研究不同纤维类型和掺量对于混凝土弯拉强度的影响,并分析纤维的混杂效应.当体积掺量为钢纤维1.0％、聚丙烯纤维0.2％,弯拉强度提高了32.2％;当体积掺量为钢纤维1.0％聚丙烯纤维0.1％,弯拉强度提高了31.7％.混杂效应分析表明,存在正混杂效应和负混杂效应,当体积掺量为钢纤维0.5％、聚丙烯纤维0.1％,取得最优正混杂效应;最大负混杂效应则出现在总纤维掺量最大的试验组.     

混杂纤维轻骨料混凝土抗渗性能试验研究

为了研究单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维以及二者混杂的纤维对轻骨料混凝土抗渗性能的影响,分别对16组轻骨料混凝土进行抗水渗透试验。结果表明:混杂纤维可以大幅度降低混凝土基体中水的渗透高度。当钢纤维体积率为1.0%、聚丙烯纤维体积率为0.15%时,对混凝土基体抗渗性能改善最好。     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,设计制作了10组混杂纤维再生混凝土试件和1组普通再生混凝土试件,并对其进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。试验中考虑的因素有钢-聚丙烯纤维混掺掺量、钢纤维和聚丙烯纤维长径比以及钢纤维类型,分析了各因素对再生混凝土基本力学性能的影响。结果表明:当钢纤维掺量为117 kg/m~3,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m~3时,混杂纤维再生混凝土表现出较好的增强效果,其中立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度较普通再生混凝土分别提高了17.68%、57.88%、28.32%;随着钢纤维长径比的增加混杂纤维再生混凝土各强度均得到显著提高,最高提高了10.51%,而聚丙烯纤维长径比对混杂纤维再生混凝土各强度的影响效果不明显。端勾型钢纤维混杂纤维再生混凝土各强度均高于波纹型。此外,掺入混杂纤维后,再生混凝土由脆性破坏转变为一定的塑性破坏。     

钢-聚丙烯纤维轻骨料混凝土抗折性能研究

考虑钢纤维掺量、钢纤维长径比、聚丙烯纤维体积掺量3个主要因素,设计制作钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土试件,通过抗压、抗折试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维轻骨料混凝土抗压、抗折性能。试验结果表明,混杂纤维的掺入对轻骨料混凝土抗压强度影响不显著,但对抗折强度有明显提高,改善了轻骨料混凝土的抗折性能     

钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与螺纹钢筋的黏结力学特性

为研究钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与钢筋的黏结性能,开展了16组不同混杂纤维掺量陶粒混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度试验,得到了混凝土力学性能随混杂纤维掺量的变化规律。通过钢筋-混凝土黏结性能试验,得到螺纹钢筋与混凝土的极限黏结强度、峰值滑移及试件破坏形态等。基于试验实测黏结强度数据,建立了钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土极限黏结强度计算式,该式考虑了未掺加纤维的陶粒混凝土立方体抗压强度、钢纤维和聚丙烯纤维特征参数、钢筋直径、混凝土保护层厚度、黏结长度等参数。基于试验实测黏结强度和滑移值,采用三段式(上升段、水平段、下降段)表达式建立了可描述钢-聚丙烯混杂纤维陶粒混凝土与变形钢筋的黏结滑移模型。     

木质纤维/聚酯纤维复合材料吸声性能的试验分析

木质纤维/聚酯纤维复合吸声材料为多孔纤维材料,利用阻抗管测量其吸声系数,探讨了密度、厚度、空气流阻率、背后空腔深度、针刺处理工艺及贴面处理对其吸声性能的影响.结果表明:在试验范围内,密度为0.2g/cm3,空气流阻率为1.98×105 Pa·s/m2的木质纤维/聚酯纤维复合材料具有较好的吸声性能;增加厚度或背后空腔深度,木质纤维/聚酯纤维复合材料的声波吸收峰往低频方向移动;对于密度大的木质纤维/聚酯纤维复合材料,针刺处理工艺能明显提高其吸声性能;贴面材料的使用可降低木质纤维/聚酯纤维复合材料的吸声性能.     

考虑纤维分布的钢纤维自密实混凝土抗折模拟

考虑纤维在自密实混凝土中的分布,提出一种用于模拟钢纤维自密实混凝土（SFRSCC）抗折性能的数值方法.首先,采用基于流体动力学的方法模拟新拌SFRSCC的浇筑过程,以确定钢纤维的分布;然后,基于钢纤维在SFRSCC试件中的分布,考虑钢纤维取向角度对钢纤维拔出响应的影响,建立由混凝土基体和钢纤维组成的SFRSCC细观有限元模型;最后采用提出的数值方法对SFRSCC梁试件的浇筑过程和抗折试验进行细观模拟.模拟结果与试验结果吻合良好,说明提出的数值方法能够模拟SFRSCC的抗折性能.     

纤维增强混凝土及施工注意事项

指出随着社会、经济的发展,建筑物的使用要求的不断提高,多种特种混凝土相继出现,介绍了几种纤维混凝土,以及在施工中的注意事项,以期对纤维混凝土施工质量、施工中的安全起到作用。     

纤维增强复合材料（FRP）特性

分析了FRP材料的类型,从弹性模量、疲劳性能等方面论述了FRP筋的特性,从而使人们更好的认识复合材料的性能,并将其应用于既有结构的加固、维修与改造中,提高建筑结构的耐久性。     

碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的受弯性能试验研究

对碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的受弯性能进行了试验研究。试验结果表明,用碳纤维布加固钢纤维混凝土梁可以充分发挥碳纤维布和钢纤维两种材料的性能,使受弯承载力明显提高。根据试验结果和理论分析,提出了一种简化的碳纤维布加固钢纤维混凝土梁的受弯承载力计算方法。经过对比,计算结果与试验结果具有较好的吻合性。     

锈蚀后钢纤维和钢纤维混凝土的力学性能

通过对剪切型、铣削型、切断型3种钢纤维和钢纤维混凝土的快速锈蚀试验,研究了锈蚀前后钢纤维的外观、弯折性能和抗拉强度的变化,以及钢纤维混凝土经过不同锈蚀时间后的抗压强度和抗拉强度的变化规律.结果表明:随锈蚀时间的增加,钢纤维的锈蚀程度逐渐增大,弯折性能和抗拉强度逐渐降低,钢纤维混凝土的抗压强度和抗拉强度随之减小.但是抗压强度和抗拉强度的变化规律有所不同,当锈蚀时间较短时,抗压强度变化不明显,在锈蚀时间超过60d以后,抗压强度显著降低.而抗拉强度随锈蚀时间的增加逐渐下降.锈蚀时间相同时,抗拉强度的降低幅度比抗压强度的降低幅度小.切断型钢纤维的抗锈蚀能力相对较好,剪切型和铣削型钢纤维的抗锈蚀能力相对较差.     

聚乙烯醇纤维及钢纤维增强水泥砂浆流变性和流动性能

为探索纤维对水泥砂浆拌和物工作性能的影响,采用流变仪、微型坍落度筒和V型漏斗研究了不同水灰比和纤维掺量(体积分数)下,聚乙烯醇(PVA)纤维及钢纤维增强水泥砂浆拌和物的流变性和流动性能.结果表明:2种纤维增强水泥砂浆拌和物的屈服应力和塑性黏度均随着水灰比的增大而减小,而流动扩展度和流动速率均随着水灰比的增大而增大;PVA纤维掺量为0.25%时,对拌和物工作性能的影响较小;钢纤维掺量小于0.75%时,能够促进纤维增强水泥砂浆拌和物流动;钢纤维掺量继续增加至1.00%时,拌和物的流动性则明显降低.纤维增强水泥砂浆拌和物的流动扩展度与屈服应力、流动速率与塑性黏度均呈负指数关系,相关系数分别为0.808和0.730.     

光纤技术在建筑领域中的应用

阐述光导纤维的基本构成和机理，介绍了在建筑领域中应用光纤技术的主要应用方向和特点，讨论光纤传感和光纤到桌面（FTTD）相对现有手段的优势和发展前景。     

掺碳纤维和微细钢纤维水泥砂浆热电性能研究

研究了掺纤维水泥砂浆升温与降温过程中的热电效应，并着重探讨了纤维和水泥基体对该体系热电性能的影响．研究发现：碳纤维和微细钢纤维能显著提高和改善水泥砂浆的热电性能；通过碳纤维水泥砂浆与微细钢纤维水泥砂浆联结可形成水泥基热电偶．从而实现对大体积水泥砂浆混凝土内部的温度监控．     

玻璃纤维和聚酯纤维混凝土力学性能的研究

研究了玻璃纤维和聚酯纤维水泥混凝土的力学性能。结果表明,在90d龄期时,聚酯纤维和玻璃纤维水泥混凝土的抗压强度分别达到了57.9MPa和51.3MPa,比同龄期素混凝土试样的43.7MPa分别提高了32.5%和17.4%;而劈拉强度分别达到了5.65MPa和4.94MPa,比同龄期素混凝土试样的4.01MPa分别提高了40.9%和23.2%,聚酯纤维混凝土的劈拉强度、抗压强度都明显高于玻璃纤维混凝土,而且玻璃纤维和聚酯纤维对混凝土均有明显的约束其裂缝扩展的能力,表现为在28d龄期时,玻璃纤维混凝土的断裂能达到了107.4kJ,比基准混凝土的88.2kJ提高了21.8%,而聚酯纤维混凝土的断裂能则达到了138.6kJ,比基准混凝土提高了57.1%。