混杂纤维增强高性能混凝土强度的试验

目的揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和抗裂性能的影响.方法参照国家标准和试验方法，按不同的纤维掺量设计了16组纤维增强高性能混凝土试件，进行了大量抗压强度试验和劈裂抗拉性能试验研究.结果低体积掺量的聚丙烯纤维增强高性能混凝土劈裂抗拉试验破坏为爆裂式破坏；在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维可使抗拉强度提高10%-40%，使拉压比增大到1/18-1/16；劈裂抗拉试验破坏为带有一定延性的破坏；钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时混杂纤维增强高性能混凝土的复合增强效果最好，高性能混凝土拉压比为1/16.结论适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维可使高性能混凝土的拉压比增大，提高高性能混凝土的抗裂性能.     

混杂纤维增强高性能混凝土拉压比试验研究

研究了揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高性能混凝土强度和拉压比的影响.参照国家标准和试验方法,按不同的纤维掺量设计了9组混杂纤维增强高性能混凝土试件以及3组钢纤维增强高性能混凝土对比试件和1组普通高性能混凝土对比试件,进行了大量立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验研究,并对拉压比进行回归分析.结果在高性能混凝土中掺加适量的钢纤维和聚丙烯纤维后:对抗压强度影响不明显,但可使抗拉强度提高10%~30%,使拉压比增大到0.06~0.068;钢纤维体积掺量为0.8%、聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时,混杂纤维增强高性能混凝土拉压比为0.068;混杂纤维增强高性能混凝土的劈裂抗拉试验为近似于延性断裂破坏.结论掺加适量钢纤维和聚丙烯纤维后,高性能混凝土的抗拉强度和拉压比均有不同程度的提高,这有利于提高高性能混凝土的抗裂性能和抗震性能.     

超高性能纤维增强混凝土初步研究

去除普通混凝土中的粗骨料以提高匀质性,同时在水泥基体中复合使用粉煤灰、硅粉和高效减水剂．并掺加微细纤维以增强韧性和延性,可以获得超高性能的水泥基纤维增强材料。通过试验结果表明：以术胶比为0．16,配制出流动性良好的混凝土．达到抗压强度230MPa、抗折强度50MPa。     

CFRP增强圆钢管混凝土受弯构件试验

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土受弯构件的静力性能，分析荷载-跨中挠度曲线特性以及纵向CFRP层数对该类构件极限承载力的影响．方法对8根圆截面CFRP-钢管混凝土受弯构件以及用于对比的2根圆截面钢管混凝土受弯构件开展静力试验并分析试验结果．结果对于仅缠绕1层环向CFRP的圆CFRP-钢管混凝土受弯试件，其荷载一跨中挠度曲线类似于对应的圆钢管混凝土受弯构件的曲线；对于包裹纵向CFRP的构件，其荷载一跨中挠度曲线可以划分为以下几个阶段：弹性阶段．弹塑性阶段和下降段．结论在本文试件参数范围内，仅环向缠绕1层CFRP对圆钢管混凝土受弯构件的承载力并无显著影响；圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的延性性能要好于圆截面FRP筒内填混凝土受弯构件．     

哑铃形钢管混凝土受弯构件极限承载力算法

进行哑铃形钢管混凝土受弯构件的试验。对试件建立有限元模型,通过有限元计算结果与试验结果进行对比,对有限元模型进行验证。利用验证后的有限元计算模型对试件进行主要参数分析。在钢管混凝土(单圆管)抗弯极限承载力计算公式的基础上,考虑截面影响系数,提出哑铃形钢管混凝土受弯构件的极限承载力计算方法,为哑铃形钢管混凝土受弯构件的运用奠定了理论基础。     

纤维织物增强高延性混凝土加固RC梁的受弯性能

为了提高钢筋混凝土（RC）梁的受弯承载力,采用纤维织物增强高延性混凝土（TRHDC）对RC梁进行受弯加固,设计2个对比试件和8个TRHDC加固试件.通过四点弯曲试验,研究纵筋配筋率、织物层数和持载水平对RC梁受弯性能的影响.试验结果表明：TRHDC加固梁均发生纵筋屈服、织物被拉断、受压区混凝土被压碎的弯曲破坏;纵筋配筋率为0.93%的TRHDC加固梁在纵筋与混凝土界面出现脱黏裂缝.与RC梁相比,TRHDC加固使梁的开裂荷载、屈服荷载和峰值荷载显著提高,最大提高幅度分别为1.61倍、65.9%和39.2%,裂缝发展被有效限制,但RC梁的位移延性系数降低2.6%～74.5%.增加织物层数将使加固梁的屈服荷载和峰值荷载的提高幅度非线性增加,该变化与纵筋配筋率有关;当持载水平由对比梁屈服荷载的50%升至80%时,加固梁的屈服荷载减小8.6%,峰值荷载及相应挠度分别增大3.2%和13.9%.提出TRHDC加固层滞后应变和TRHDC加固梁受弯承载力的计算方法,所得计算结果与试验结果吻合良好.     

BFRP管约束超高性能混凝土受压应力-应变关系试验研究

为研究玄武岩纤维增强复合材料（basalt fiber reinforced polymer,BFRP）管约束超高性能混凝土（ultra-high performance concrete,UHPC）受压应力-应变关系,对12根约束UHPC试件和4根无约束UHPC试件进行了单轴受压试验,分析了BFRP管约束UHPC的破坏形态和应力-应变全曲线特征,以及BFRP管壁厚度、钢纤维掺量对应力-应变全曲线的影响规律。结果表明：随着管壁厚度的增加,UHPC的极限强度和极限应变均有所增大,且呈现出线性增长趋势;掺入钢纤维可以提高无约束UHPC试件的极限强度和极限应变,但在BFRP管约束作用下钢纤维的增强作用会有所减弱。建立的BFRP管约束UHPC极限状态模型和应力-应变全曲线方程可为BFRP管约束UHPC的工程设计及应用提供参考。     

纤维增强混凝土梁柱节点受剪承载力计算模型

普通混凝土梁柱节点由于节点区配箍率大、钢筋拥挤而施工不便.纤维增强混凝土材料（FRC）开裂后具有较强的桥接能力因而抗拉性能较好,可以替代部分或全部箍筋.基于前人对钢筋混凝土梁柱节点抗力机制的研究,提出了节点核心区采用FRC材料节点的计算模型,即斜压杆机制和软化桁架机制承担的水平剪力按一定比例组合的计算模型.将该计算模型节点受剪承载力计算值与试验值进行比较,结果表明：对低轴压比的试件,稍有保守,对高轴压比的试件,二者吻合较好.基于该计算模型的节点受剪承载力计算方法既可以进行节点核心区受剪承载力计算,还可以分别验算节点核心区FRC抗压强度和水平配箍率是否满足设计要求,具有较好的实用性.     

钢纤维掺量和基体强度对混凝土弯曲韧性的影响

采用两个基体强度和钢纤维的五种体积掺量进行组合试验，通过方差分析研究钢纤维体积掺量和混凝土基体强度对提高极限弯曲强度和达到极限弯曲强度后一定挠度区间内继续消耗能量影响的显著性，比较钢纤维体积掺量和基体强度不同组合时的增韧效果．研究结果表明：钢纤维体积掺量和基体强度均为影响钢纤维混凝土弯曲韧性的显著因素．     

高强再生混凝土T形截面梁受弯性能

为研究高强再生混凝土T形截面梁的受弯性能,对6个高强再生混凝土梁进行了受弯性能试验研究.试件分为2组:第1组为3个矩形截面梁试件,其中,1个为普通高强混凝土梁,1个为粗骨料取代率为50%的高强再生混凝土梁,1个为粗骨料取代率为100%的高强再生混凝土梁;第2组为3个T形截面梁试件,其中,1个为普通高强混凝土T形梁,1个为粗骨料取代率为50%的高强再生混凝土T形梁,1个为粗骨料取代率为100%的高强再生混凝土T形梁.基于试验,对比分析了各试件的承载力、延性、损伤破坏全过程.研究表明:高强再生混凝土梁仍具有较为明显的弹性、开裂、屈服、极限4个过程;其应力应变分布近似符合平截面假定,可按照混凝土结构设计规范(GB50010—2010)进行结构设计.     

上下层布式钢纤维混凝土弯拉强度正交试验研究

通过正交试验反映了钢纤维体积率(Vf)和钢纤维长径比(Lf/df)对上下层布式钢纤维混凝土弯拉强度的影响,通过方差分析找出最有利于提高弯拉强度的钢纤维体积率和钢纤维长径比.研究表明,作为混凝土的掺入材料,钢纤维的体积率和长径比对层布式钢纤维混凝土弯拉强度均有显著性影响,尤其是钢纤维长径比.     

不同纤维层布式钢纤维混凝土抗弯韧性的研究

研究了相同配合比下不同长径比和不同品种钢纤维对层布式钢纤维混凝土的弯拉强度和韧性影响规律，分别运用日本JCI和美国ASTM韧性指数法计算各层布式钢纤维混凝土的韧性，结果表明层布式钢纤维混凝土具有良好增强和增韧双重效应。最后比较各种纤维的优劣，从中选取较佳纤维。     

高韧性纤维增强水泥基复合材料的单轴拉伸力学性能

试验研究了3种纤维掺量聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)的单轴拉伸力学性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维掺量由0.308%提高到0.462%时,PVA-ECC的断裂能提高128%,特征长度提高146%,最大拉应变提高128%.PVA-ECC的断裂能和最大拉应变比聚丙烯纤维混凝土分别提高209%和3 614%.表明PVA纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的抗裂性能和变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹开裂.     

超高泵送钢纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性

参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,对满足超高距离泵送要求且抗裂性能优异的纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性进行了研究。借助弯曲荷载-挠度全曲线,分析了纤维掺量和类型对韧性指数和初裂荷载的影响。结果表明,钢纤维混凝土的抗弯初裂强度、极限强度和弯曲韧性均随纤维掺量的增大而提高。其中,纤维体积率为0.8%,泵送高度达306 m的钢纤维混凝土的初裂强度和极限强度比基准混凝土分别提高了15.6%和31.4%,韧性指数I5提高5.22倍,I10提高8.7倍,I20提高12.39倍。     

纤维素纤维增强高韧性水泥基复合材料的拉伸力学性能

研究了3种纤维掺量UF纤维素纤维增强水泥基复合材料(UF-ECC)的单轴拉伸性能及纤维掺量对ECC力学性能的影响规律,探讨了裂缝扩展宽度与轴拉应力的关系,分析了ECC的拉伸断裂能与特征长度.结果表明:当纤维体积掺量由0.3%提高到0.6%时,UF-ECC的最大拉应变提高183%,断裂能提高419%,特征长度提高281%.ECC复合材料的最大拉应变是聚丙烯纤维混凝土的8~20倍.UF纤维素纤维具有良好的阻裂增韧效用,显著提高了ECC的变形能力,ECC在单轴拉伸荷载下能实现应变硬化和多重裂纹初裂.     

纤维高性能混凝土工作性能与韧性的试验研究

目的 揭示高耐碱玻璃纤维[ARGF（H）]与混杂纤维对高性能混凝土工作性能与弯曲韧性的影响，以拓展它们的结构用途．方法 参照国际上先进的试验方法和标准，按不同的纤维掺量设计了多组玻璃纤维、钢纤维（SF）以及混杂纤维混凝土试件，进行了大量工作性能、含气量、抗压强度和弯曲韧性的试验．结果 掺加纤维对高性能混凝土的工作性能、抗压强度无明显影响。钢纤维和混杂纤维均可明显提高混凝土的韧性．结论 玻璃纤维对混凝土的韧性有一定的提高，与钢纤维混杂可充分发挥SF提高韧性及ARGF（H）抵抗收缩裂缝的功效，在实际工程中具有性能与成本的优势。     

PVA纤维增强水泥基复合材料的性能试验研究

通过单轴抗压试验、直接拉伸试验、四点弯曲试验、抗折试验对不同配比和不同试件形状的PVA纤维增强水泥基复合材料进行力学性能试验研究,结果表明：加有PVA纤维的水泥基复合材料的抗压强度提高不大,大约是10%,而抗拉强度和抗弯强度则提高很多,且出现了许多细小裂缝,呈现出应变硬化特性,极限拉应变可达1.8%;利用直板型试件做直接拉伸试验比胫型试件做直接拉伸试验的试验结果准确,且易于试验操作.试验结果证实了PVA纤维增强水泥基复合材料具有很好的韧性.     

RPC材料的抗折强度尺寸效应研究

为了研究活性粉末混凝土材料（RPC）的抗折强度尺寸效应，采用3种试块测量RPC材料抗折强度。通过统计分析、数据拟合，并应用Bazant断裂力学尺寸效应理论分析RPC材料尺寸效应现象。结果表明：RPC材料试块的尺寸越小，其抗折强度越大，具有明显的尺寸效应现象；基于Bazant能量释放的尺寸效应和无切口情况下的尺寸效应分别在一定的尺寸范围内与试验结果吻合良好，但是不适用于全尺寸范围；本文提出的修正公式在全尺寸范围内都能较好反映RPC抗折强度．