层布式钢纤维无机聚合物轻骨料混凝土的弯拉性能试验研究

通过弯拉试验,分析了无机聚合物轻骨料混凝土及层布式钢纤维无机聚合物轻骨料混凝土的弯拉性能,并使用ABAQUS有限元软件对试验进行了模拟。试验结果显示层布式钢纤维结构可以在较少钢纤维用量的情况下有效提升无机聚合物轻骨料混凝土的弯拉强度和弯曲韧性,单层铺设钢纤维体积率为0.9%、1.2%、1.5%的层布式钢纤维无机聚合物轻骨料混凝土弯拉抗折强度分别提高了35.44%、38.52%、40.03%,双层铺设钢纤维(上层0.9%+下层1.2%)的弯拉抗折强度提高了39.24%。有限元模型可以较精确的计算LSFIPLAC梁的弯拉强度,峰值荷载的计算值与试验结果较为吻合。     

层布式混杂纤维混凝土的抗冲击性能

参考美国ACI544委员会规定,采用落锤试验装置,测试普通混凝土、层布式钢纤维混凝土以及层布式混杂纤维混凝土的抗冲击性能。结果表明,层布式混杂纤维混凝土破坏时冲击次数高于普通混凝土和层布式钢纤维混凝土,掺入粉煤灰和磨细矿渣可以进一步改善层布式混杂纤维混凝土的抗冲击性能。     

层布式混杂纤维混凝土抗冻融耐久性的研究

通过普通混凝土、层布式钢纤维混凝土以及层布式混杂纤维混凝土在冻融循环下的相对动弹性模量、强度及质量变化的对比试验，研究了层布式钢纤维与聚丙烯纤维混杂应用对混凝土耐久性能的影响。结果表明。层布式混杂纤维的掺入，显著提高了混凝土的抗冻融耐久性能。     

层布式钢纤维对混凝土力学性能影响

为了研究层布式钢纤维对混凝土力学性能影响,对不同掺量、长径比以及层布厚度的层布式钢纤维混凝土,分别进行了抗压强度、劈裂强度和抗弯强度试验。结果表明层布式钢纤维对混凝土抗压强度无明显影响,但可以显著提高混凝土劈裂强度和抗折强度。钢纤维长径比增大,有助于提高层布式钢纤维混凝土劈裂强度和抗折强度,并且随着大长径比钢纤维含量增加,层布式钢纤维混凝土劈裂强度和抗折强度均有所提高;而随着钢纤维层布厚度的增加,混凝土劈裂强度和抗弯强度均有所降低。掺入聚丙烯纤维,有助于提高层布式钢纤维混凝土的劈裂强度和抗弯强度。     

复合式、层布式钢纤维混凝土力学性能及破坏特征研究

通过3组不同钢纤维分布方式的混凝土组别对比,对相同基体配合比的复合式钢纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土、钢纤维混凝土及基体素混凝土进行立方抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度的测试。结果表明虽然钢纤维只小幅提升了复合式钢纤维混凝土的抗压强度,但对复合式钢纤维混凝土的劈拉强度及抗折强度有较大改善,其中复合式钢纤维混凝土组别对基体混凝土抗折性能提升略高于层布式钢纤维混凝土组别,而复合式钢纤维混凝土中钢纤维的材料利用率明显高于钢纤维混凝土组别。试验还发现,随着钢纤维体积率及钢纤维混凝土层高度的增加,复合式钢纤维混凝土的抗折强度与抗劈拉强度都随之增长。     

层布式混杂纤维混凝土渗透性及孔隙率试验研究

通过素混凝土、层布式钢纤维混凝土及层布式混杂纤维混凝土抗渗性及孔隙率的对比试验，研究了层布式钢纤维与聚丙烯纤维混杂应用对混凝土耐久性能的增强影响。试验结果表明，层布式混杂纤维的掺入，明显提高了混凝土的抗渗性能，减小了混凝土内部的微观孔隙率。     

层布式钢纤维混凝土足尺板板角弯沉试验研究

本试验研究是交通部联合攻关科技项目《重载作用下现有混凝土路纤面结构增强与排水措施的应用研究》的研究内容之一,通过室内足尺板试验,测试了上下层布式钢维混凝土和普通素混凝土在各级级荷载作用下,其板角、板中和板边的弯沉值,分析了上下层布式钢纤维对增强混凝土抵抗板角、板边负弯矩及荷载冲击、提高抗弯拉强度的机理,验证了钢纤维对提高水泥混凝土韧性和抗裂缝能力的效果。限于篇幅,本文仅分析足尺板板角弯沉。     

层布式钢纤维混凝土力学性能分析

钢纤维混凝土是一种性能优良且应用广泛的新型复合材料，而层布式纤维混凝土是一种还处在试验阶段的新型复合路面，两者都是由于钢纤维阻滞基体裂缝的开展，从而使其抗拉、抗弯、抗剪强度等较普通混凝土显著提高，其抗冲击、抗疲劳、裂后韧性和耐久性也有较大改善。从实际的试验出发，比较两者的力学性能指标。     

层布式钢纤维混凝土在工程应用中的展望

近年来我国在纤维混凝土研究与应用方面已取得不少成果 ,但由于多种原因 ,其发展受到一定的限制。而层布式钢纤维混凝土正好取纤维混凝土的优点 ,同时舍其缺点。基于此 ,通过比较素混凝土、纤维混凝土和层布式钢纤维混凝土 3者的优缺点 ,得出层布式钢纤维混凝土在路面应用的前景     

层布式钢纤维混凝土复合路面的应用

结合工程实际,讨论了层布式钢纤维混凝土的设计方法、检验方法及施工工艺,并对三种混凝土路面进行了总费用的对比,指出层布式钢纤混凝土复合路面强度高,抗裂性能好,是一种理想的路面结构形式,值得推广。     

试件成型方式对纤维分布和弯拉强度的影响

选取国内定型生产的钢板剪切型钢纤维,研究标准棱柱体试件采用卧式和立式成型方法对混凝土中钢纤维分布形态和钢纤维混凝土弯拉强度的影响.对试件进行切片试验研究表明,钢纤维在混凝土中趋于沿垂直于成型方向分布的规律,分布特征明显受到水泥用量、钢纤维长度和体积分数的影响.对试件进行弯拉强度试验表明,钢纤维对卧式成型混凝土试件弯拉强度的增强作用大于对立式成型混凝土试件弯拉强度的增强作用.研究成果为修订《钢纤维混凝土试验方法》(CECS 13:89)提供了参考.     

层布式钢纤维混凝土梁荷载-挠度曲线数值模拟

采用有限元软件ABAQUS对层布式钢纤维混凝土梁三点受弯情况下荷载-挠度关系进行了数值模拟,计算结果与相关试验结果符合良好.数值试验结果表明,层布式钢纤维对混凝七梁的弹性阶段受力没有显著的影响,但可以明显提高混凝土梁的极限承载力.层布式钢纤维混凝土梁弯曲破坏模式明显区别干素混凝土梁,表现出明显的延性破坏特征.     

平板法研究层布式混杂纤维混凝土早期抗裂性能

试验通过平板约束试验研究粉煤灰混凝土、聚丙烯纤维混凝土、层布式钢纤维混凝土、层布式混杂纤维混凝土的早期抗裂性能,结果表明:聚丙烯纤维混凝土的最大裂缝宽度比粉煤灰混凝土减小了40%,裂缝总长度减小了25.55%,裂缝降低系数为56.56%,抗裂等级达到二级;层布式钢纤维混凝土的最大裂缝宽度比粉煤灰混凝土减小了26.7%,裂缝总长度减小了26.5%,裂缝降低系数为43.24%,抗裂等级达到三级;层布式混杂纤维混凝土的最大裂缝宽度比粉煤灰混凝土减小了67.69%,裂缝总长度减小了78.26%,裂缝降低系数为93.07%,抗裂等级达到一级。层布式混杂纤维混凝土的抗裂效果最好。     

混杂尺寸纲纤维混凝土试验研究

对4种不同的钢纤维混凝土和2种相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲实验.结果表明,钢纤维混凝土的上述强度明显优于素混凝土的相应强度;而钢纤维再生混凝土的上述强度明显优于钢纤维卵石混凝土的相应强度;混杂尺寸钢纤维混凝土的上述强度不如单一尺寸钢纤维混凝土的相应强度.     

层布式钢纤维、混杂纤维混凝土的疲劳性能

层布式钢纤维、混杂纤维混凝土是一种新型的纤维增强混凝土材料,它是在经济与性能并重的基础上,选择钢纤维分层布置,或者在此基础上让有机纤维全体积乱向分布的纤维增强复合材料。通过对多年来层布式钢纤维、混杂纤维混凝土的疲劳特性进行了系统的总结,得到许多重要的规律和结论。作为一种公路路面材料,全面、深入地认识这种新型的复合材料的疲劳性能是其走向广泛应用的前提,结合多年的研究成果,介绍了这一新型材料的疲劳性能,并对已有的成果进行了简要的评价与展望。     

钢纤维混凝土与聚丙烯纤维混凝土材料冲击荷载下纤维增韧特性试验研究

对两种纤维混凝土材料纤维增韧及耗能机理进行了探讨,并采用变截面大尺寸Hopkinson压杆,对钢纤维混凝土、素 混凝土和五种纤维含量的聚丙烯纤维混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验,文中给出了不同材料试件的破 坏特征及试验测试结果。并以应力-应变全程曲线所围面积作为韧性指标,对两种纤维混凝土在冲击荷载下增韧特性进 行了对比分析。研究表明,五种含量的聚丙烯纤维混凝土中,含量0.9～1.5kg／m3的三组混凝土韧性较高,其中含量 1.5kg／m3的聚丙烯纤维混凝土韧性值最大;与素混凝土相比,两种纤维混凝土韧性均有所提高,在达到应力峰值后的变 形阶段得以体现,在0～0.020应变范围内,钢纤维混凝土、含量1.5kg／m3的聚丙烯纤维混凝土韧性指标比素混凝土分别 提高了37.7％和18.9％。     

钢筋钢纤维混凝土受弯构件的允许跨高比

根据钢筋钢纤维混凝土受弯构件的研究成果以及《混凝土结构设计规范》(GBJ10 - 89)中有关变形验算的规定 ,探讨了钢纤维的掺入对钢筋混凝土受弯构件的允许跨高比的影响 ,推导了钢筋钢纤维混凝土受弯构件不需作挠度验算的允许跨高比的计算公式 ,并与普通钢筋混凝土受弯构件的计算公式相衔接。     

钢纤维增强聚合物改性混凝土及其应用

在静压抗折试验与疲劳试验的基础上建立钢纤维增强聚合物改性混凝土与钢纤维混凝土的疲劳方程,分析了在钢纤维混凝土中加入聚合物对混凝土疲劳性能的改善作用,指出钢纤维增强聚合物改性混凝土在桥面铺装应用中的耐久性,以提高桥面铺装层的使用品质和延长其使用寿命。     

钢纤维混凝土增强机理及施工技术

结合工程实例，介绍了钢纤维混凝土的增强机理与施工技术，就如何有效地发挥钢纤维对混凝土的增强效应进行了论述，指出钢纤维混凝土具有普通钢筋混凝土所没有的优良性能。