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-聚丙烯混杂纤维混凝土抗冲击强度研究

在分析掺加单一纤维混凝土优缺点的基础上,以提高混凝土结构抗冲击性和耐久性为目的,提出了适量钢纤维(S)—聚丙烯纤维(P)增强混凝土的设想,并给出了试验所用的配合比,在对S—P混杂纤维混凝土进行抗冲击强度试验分析后,得出混杂纤维对混凝土起到了优势叠加效果的结论。     

冲击荷载下聚丙烯纤维混凝土动态性能试验研究

本文通过改进的分离式Hopkinson压杆试验装置对聚丙烯纤维混凝土进行冲击压缩试验。对5种不同纤维掺量的混凝土进行了4个应变率的单轴冲击压缩试验。从已有的本构模型中选择最合适的来模拟聚丙烯纤维混凝土,并对本构方程进行了改进。自定义了一种损伤确定方式,并通过对比损伤因子来确定了应变、应变率及纤维掺量对损伤演化的影响,得出损伤演化最慢时的纤维掺量;应变率效应在峰值应力中体现得比较明显,但在初始弹性模量上却相差甚微;一定的纤维掺量可以增加材料的韧性,但是过多或者过少的掺量都会导致峰值应力减小。     

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。     

混杂纤维混凝土的强度及耐高温性能研究

针对普通水泥强度低、耐高温性能低的特点,采用聚丙烯纤维和钢纤维混杂的方法,通过一系列实验研究两种纤维的不同组合及不同掺杂与各种强度性能的关系。耐高温实验表明800℃时,混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约14.8％,明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率约5.8％;抗压强度剩余率与基准混凝土的强度剩余率基本相同。混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能。文中总结出混杂纤维混凝土的增强效应规律和耐高温的特性规律,可以为工程的实际应用提供有益参考。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土弯曲韧性试验研究

普通混凝土具有易开裂,延性差、抗拉强度低的特点.针对混凝土这一系列缺点,采用不同体积掺量的钢纤维和聚丙烯纤维混合掺人混凝土中.采用ASTM-C1018评价体系综合评定混凝土的弯曲韧性指标,试验研究表明:在混凝土中掺入混杂纤维后显著提高了混凝土的弯曲韧性.其中加入聚丙烯纤维能够提高小梁试件的初裂挠度和初裂点的荷载,而钢纤...     

低温下钢纤维混凝土 SHPB 试验研究

采用74mm 分离式霍普金森压杆（SHPB）试验装置对四种不同含量的钢纤维混凝土试件在-40℃下进行了冲击试验,分析了低温环境下应变率对钢纤维混凝土试件的影响,探讨了低温动力学试验中钢纤维含量对试件动强度的影响规律。试验结果表明,钢纤维的加入对混凝土的动态力学性能有较大的提高,较理想的钢纤维掺量为1.5%。     

高掺量聚丙烯纤维混凝土动力性能的SHPB试验研究

为研究高掺量聚丙烯纤维混凝土的动力性能，本文首先配制了三种抗压强度等级的高掺量聚丙烯纤维混凝土，然后采用变截面大尺寸分离式霍普金森压杆（SHPB）对其进行试验研究。试验结果表明：高掺量聚丙烯纤维的加入使中、高强混凝土承受动载时的破坏应变增大，发挥了一定的耗能、阻裂作用，并可以改善混凝土承受动载时的破坏形态。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土材料弯曲疲劳性能研究

为研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土梁的抗弯疲劳性能,进行了三根钢-聚丙烯混杂纤维混凝土梁及1根对比梁的抗弯疲劳试验。同时在试件底部粘贴应变片,通过应变动态采集试件应变值,研究了重复荷载作用下素混凝土、单一纤维混凝土以及钢-聚丙烯混杂纤维混凝土梁的应力-应变关系,提出了疲劳强度计算公式,建立疲劳寿命与纤维掺量的模型,确定特定情况下的最佳掺量范围。     

循环荷载作用下聚丙烯纤维混凝土受压应力-应变关系研究

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两个因素,设计制作54个混凝土试件,通过单轴循环加载试验,研究聚丙烯纤维混凝土的力学行为。试验结果表明：与普通混凝土相比,聚丙烯纤维混凝土试件破坏形态为延性破坏;其循环受压应力-应变曲线包络线与单调受压应力-应变关系曲线近似一致;聚丙烯纤维的掺入可显著改善混凝土的循环受压力学行为,提高混凝土的受压韧性、峰后延性和滞回耗能能力,减小其刚度退化和应力劣化程度,但对其峰值强度、弹性模量和塑性应变影响较小;聚丙烯纤维掺量影响较纤维长径比影响更为明显。基于试验结果,参考《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）,建立聚丙烯纤维混凝土单轴受压弹塑性损伤本构模型,可为聚丙烯纤维混凝土结构设计、工程应用和相关规程修订提供理论依据。     

混杂纤维混凝土的强度及耐高温性能研究

针对普通水泥强度低、耐高温性能低的特点,采用聚丙烯纤维和钢纤维混杂的方法,通过一系列实验研究两种纤维的不同组合及不同掺杂与各种强度性能的关系.耐高温实验表明800℃时,混杂纤维混凝土的抗折强度剩余率约14.8%,明显高于基准混凝土的抗折强度剩余率约5.8%;抗压强度剩余率与基准混凝土的强度剩余率基本相同.混杂纤维明显提高了混凝土的抗爆裂性能.文中总结出混杂纤维混凝土的增强效应规律和耐高温的特性规律,可以为工程的实际应用提供有益参考.     

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.     

聚丙烯纤维水泥砂浆动态力学特性与本构模型研究

本文通过改进的分离式Hopkinson压杆试验装置,对聚丙烯纤维水泥砂浆进行动态力学性能以及动态损伤本构关系的研究。基于试验结果,得到应力～应变曲线,并对聚丙烯纤维水泥砂浆在不同应变率下的弹性模量、峰值应力和韧度变化规律进行了探讨。根据实验应力应变曲线的基本特征,选择引入朱-王-唐本构模型,并考虑纤维的阻裂作用,对试验结果进行拟合,提出了一种新的聚丙烯纤维水泥砂浆动态损伤本构模型。该模型在考虑聚丙烯纤维增强、应变率硬化、损伤软化等因素下,描述聚丙烯纤维水泥砂浆的动态受力特性。     

混杂钢纤维-聚丙烯纤维增强混凝土的研究进展

介绍了钢纤维、聚丙烯纤维和混杂钢纤维-聚丙烯纤维增强混凝土的特点,总结了国内外关于混杂S-P纤维混凝土的最新研究情况,最后预测了混杂S-P纤维混凝土的研究前景和工程应用.     

混杂掺入钢/聚丙烯纤维再生混凝土力学性能及抗冲击性能试验研究

为研究混杂掺入钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土(RAC)力学性能及抗冲击性能的影响,设计制作了素RAC及不同纤维掺量的钢纤维RAC和钢/聚丙烯混杂纤维RAC试件,并对其进行了立方体抗压、劈裂抗拉、抗折强度和抗冲击性能试验研究。试验结果表明:与素RAC相比,掺入钢纤维显著提高了RAC的抗压性能,但混合掺入聚丙烯纤维后其抗压强度有所降低;单掺钢纤维或混杂掺入钢/聚丙烯纤维均提高RAC的劈裂抗拉、抗折和抗冲击性能;与单掺钢纤维相比,混合掺入钢/聚丙烯纤维对RAC的抗拉、抗折和抗冲击性能的改善效果更明显。     

纤维掺量对聚丙烯纤维再生砖混凝土力学性能的影响

通过制备8种不同纤维掺量的聚丙烯纤维再生砖混凝土(PFRB混凝土)进行单因素试验,分析纤维掺量对其力学性能(立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度)的影响,得到了立方体抗压强度和轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度之间的关系式,并建立了不同纤维掺量下PFRB混凝土受压应力-应变全曲线方程。试验发现:随着纤维掺量增大,PFRB混凝土的轴心抗压强度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度均先增加后降低,并且都在纤维掺量为0.1%时达到最大。     

聚丙烯纤维混凝土力学性能试验研究

试验研究了聚丙烯纤维混凝土的抗压强度、抗剪强度、抗冲磨强度及弯曲性能，并与钢纤维混凝土进行了对比。结果表明：在混凝土基体不变情况下，低掺量聚丙烯纤维(掺量为0．91kg／m^3)略微降低混凝土的抗压强度和抗剪强度，少许提高混凝土的抗弯强度，显著提高混凝土的弯曲韧性和断裂能，从而起到阻裂和增韧作用，而对混凝土的抗冲磨性能几乎没有改善。另外．网状聚丙烯纤维对混凝土抗弯强度和韧性的改善优于聚丙烯单丝纤维，但它们较钢纤维的增强增韧效果还有一定差距。     

钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心受拉应力-应变关系研究

考虑纤维种类、长径比、体积掺量3个主要因素,设计制作34组纤维混凝土试件,通过轴心抗拉试验,研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心抗拉应力-应变关系。结果表明,钢-聚丙烯混杂纤维混凝土在受拉破坏时,呈现明显的塑性破坏特征;与相同配合比的基体混凝土相比,随钢纤维和聚丙烯纤维特征值的提高,混杂纤维混凝土轴心受拉应力-应变全曲线特征点的应力、应变均有显著提升。基于试验结果,分析纤维特征值对特征点应力、应变的影响,提出关于纤维掺量和长径比的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心抗拉应力-应变关系曲线方程,包括特征点应力、应变的计算公式,可供工程设计参考。     

混杂纤维混凝土疲劳性能试验研究

对素混凝土(C)和钢-聚丙烯混杂纤维混凝土(HFRC)两种材料进行了弯曲疲劳试验,同时在试件底部粘贴应变片,通过应变动态采集仪采集试件的应变值。将两种材料的疲劳试验结果进行对比,并分析在不同应力水平时循环荷载作用下的应变-疲劳寿命曲线,研究HFRC新材料的耐疲劳性能。通过回归分析进行材料的疲劳寿命威布尔(Weibull)分布拟合检验,建立工程中常用的双对数形式的疲劳方程。为HFRC在工程中的应用提供理论依据。     

混杂纤维混凝土冲击压缩性能SHPB试验研究

采用φ74 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,分别对钢-聚丙烯混杂纤维混凝土及钢纤维混凝土材料进行了冲击压缩性能试验,得到了4个不同应变率下的应力-应变曲线.根据试验结果,从破坏强度、峰值应变等方面分析了混杂纤维混凝土的应变率效应,并比较了相同钢纤维掺量下,混杂纤维混凝土与钢纤维混凝土的动态抗压性能.试验表明混杂...