钢纤维混凝土抗压试验及数值模拟

为研究C40钢纤维混凝土的抗压性能,本文制作了5种不同掺量的(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)钢纤维混凝土试块共15块进行静态压力试验,得到不同掺量钢纤维混凝土的立方体抗压强度,并观察其破坏状态。然后运用Abaqus模拟建立了相应的有限元模型,得到相应掺量的Mises应力云图与应力应变曲线。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土的抗压强度显著提高,并在掺量为1.5%时抗压强度最大,但在纤维掺量达到2%时抗压强度降低。因此,钢纤维混凝土的抗压性能受到钢纤维掺量的显著影响,这对于钢纤维混凝土的工程应用具有重要的指导意义。     

尾矿砂塑性混凝土的力学特性

针对塑性混凝土具有弹性模量低、抗渗性及塑性变形特性良好等特点,利用尾矿砂配置了不同尾矿砂砂率和不同水泥掺量的塑性混凝土,对尾矿砂塑性混凝土试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量等试验.利用极差分析探讨了砂率和水泥掺量等对尾矿砂塑性混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量的影响,得到了立方体抗压强度、轴心抗压强度以及弹性模量随砂率和水泥掺量的变化规律.试验结果表明,尾矿砂塑性混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度随砂率的增加而降低,随着水泥掺量的增加,其立方体抗压强度和轴心抗压强度均逐步增大,弹性模量在砂率为50%处达到最大,随着水泥掺量的增加其弹性模量也逐步增大.     

粉煤灰与再生骨料对自密实再生混凝土的影响

为了分析自密实再生骨料混凝土与自密实天然骨料混凝土的力学性能差异,以粉煤灰掺量与再生骨料特性为研究因素进行对比试验.结果表明:粉煤灰掺量为25%时,自密实再生混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度最大,但拉压比最小;提高再生骨料的原生混凝土强度使自密实再生混凝土的劈裂抗拉强度和拉压比均增大,但轴心抗压强度几乎无变化;当粉煤灰掺量低于50%时,再生骨料的原生混凝土强度对自密实再生混凝土的立方体抗压强度几乎无影响.     

铁尾矿钢纤维混凝土复合材料流动性能与抗压性能试验研究

为研究钢纤维掺量对铁尾矿混凝土的影响,研究单掺钢纤维和复合掺加钢纤维与硅粉2种不同的工况中,不同取代率下铁尾矿混凝土的流动性能与抗压性能。试验结果表明:混凝土的流动性能随着钢纤维掺量的增加而大幅度降低;复掺工况能够使抗压强度随着钢纤维掺量的增加而持续增加,硅粉的掺入能够提高中早期的抗压强度值,使其性能得到改善;2种工况对28 d棱柱体与立方体抗压强度的比值α₁的影响大致相同,其取值范围大致为0.80~0.85。     

复掺煅烧硅藻土的玻化微珠再生混凝土力学性能 #br#

为配制满足强度要求的玻化微珠再生混凝土,试验研究了多种不同玻化微珠掺量下,复掺煅烧硅藻土后的混凝土基本力学性能,并对结果进行了总结分析。试验结果表明：对于再生粗骨料本身客观存在的宏观裂缝,煅烧硅藻土有填充的效果,且对于再生混凝土的力学性能有明显的改善作用;随着玻化微珠掺量的增加,再生混凝土的表观密度、抗压强度、劈裂抗拉强度与弹性模量均呈现明显的降低趋势,当煅烧硅藻土掺量为3%,玻化微珠颗粒掺加量为100%时,再生混凝土的表观密度仅为1943.6kg/m3,其立方体抗压强度仍能达到32.55 MPa;在试验分析基础上,提出了玻化微珠再生混凝土轴心抗压强度fc与立方体抗压强度fcu的线性关系式。     

高温后RPC立方体抗压强度退化规律研究

为摸清活性粉末混凝土(RPC)的高温爆裂情况及高温后立方体抗压强度的退化规律,对300个70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的RPC立方体试件和120个40 mm×40 mm×160 mm的RPC棱柱体试件进行高温试验与高温后抗压试验,考察纤维种类、纤维掺量、温度、尺寸效应等因素对RPC立方体抗压强度及受压破坏特征的影响。结果表明：单掺钢纤维体积率为2%或单掺聚丙烯纤维体积率为0.3%时可以有效防止RPC发生爆裂;钢纤维可以有效提高RPC高温后立方体抗压强度并改善其受压破坏特征,聚丙烯纤维对抗压强度有不利影响． 高温后RPC立方体抗压强度随经历温度的升高呈先增大后减小的变化规律,通过回归分析,建立了RPC立方体抗压强度随温度变化的计算公式．     

低温养护活性粉末混凝土力学性能试验研究

低温养护活性粉末混凝土力学性能的研究可为北方地区实际工程冬期现场施工的可行性提供科学依据。文章通过五因素四水平正交试验,研究了北方地区冬期低温-10～10℃养护条件下活性粉末混凝土的力学性能,考察了水胶比、胶砂比、钢纤维掺量、减水剂掺量及硅灰与粉煤灰质量比5种因素对活性粉末混凝土流动度、立方体抗压强度和轴心抗拉强度等性能的影响,并通过极差和方差分析综合确定了低温养护条件下既定试验因素的主次顺序与最优化因素水平组合。结果表明：水胶比、胶砂比对低温养护条件下活性粉末混凝土力学性能的影响较大,而水胶比对活性粉末混凝土流动度、抗压强度及抗拉强度起着控制作用;最优化水平因素组合为0.2的水胶比、0.95的胶砂比、2.2%的钢纤维掺量、0.9%的减水剂掺量和1.5的硅灰与粉煤灰质量比;在冬季低温养护条件下仍能得到高抗压强度、高抗拉强度且流动度较好的活性粉末混凝土。     

钢纤维地质聚合物混凝土静态力学性能研究

通过控制粉煤灰、矿渣和钢纤维的掺量,配制了不同抗压强度的钢纤维地质聚合物混凝土试件,进行轴心抗压试验与电镜扫描(field scanning electron microscope, FSEM)微观结构分析,研究了钢纤维掺量对不同混凝土基准强度试件的应力-应变曲线、能量耗散等力学特征的影响。结果表明：钢纤维提升了普通地质聚合物混凝土的轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变、能量耗散与延性等力学性能;FSEM试验观测到钢纤维的桥接作用及硅酸钙水合物的粘结作用改善了试件内部材料之间的粘结性能,使试件的力学性能得到了较好的提升;建立的轴心受压应力-应变本构模型与试验值整体吻合较好,为钢纤维地质聚合物的工程应用提供了一定的理论基础。     

活性粉末混凝土抗压强度尺寸效应及弹性模量研究

活性粉末混凝土(简称RPC)作为一种新型材料,拥有优异的力学性能.为了使其更好地应用于桥梁工程等工程实践当中,对RPC抗压强度的尺寸效应及弹性模量进行试验研究.对于活性粉末混凝土而言,不掺钢纤维(RPC-1)的混凝土抗压强度尺寸效应较掺钢纤维的混凝土抗压强度明显;三种尺寸的立方体块抗压强度随试块尺寸的增大而减小;100 mm×100 mm×100 mm试块的抗压强度与100 mm×100 mm×300 mm试块的轴心抗压强度非常接近,活性粉末混凝土表现出了良好的韧性;三组混凝土的弹性模量分别为44.4 GPa、41.2 GPa、41.8 GPa,试验数据显示,混凝土在1/3强度内不会出现明显的塑性变形,可看做为线弹性材料.     

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.     

离心成型钢纤维混凝土轴心抗压强度试验研究

通过试验研究了离心成型钢纤维混凝土环形截面构件的轴心抗压性能,分析了离心成型中速阶段离心时间、离心加速度、骨料级配、钢纤维长度、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土轴心抗压强度的影响作用.结果表明:当钢纤维长度小于25 mm时,延长离心时间有利于提高钢纤维混凝土的轴心抗压强度;增大离心加速度不利于钢纤维混凝土轴心抗压强度的提高;粗骨料粒径5~10 mm时的钢纤维混凝土轴心抗压强度高于粗骨料粒径5~15 mm时的钢纤维混凝土轴心抗压强度;从材料的性价比角度考虑,宜选取长度为25~32 mm、体积率为1.2%左右的钢纤维.     

超高性能混凝土高温后性能试验研究

通过对超高性能混凝土进行高温加热和高温作用后立方体抗压强度试验，研究了超高性能混凝土高温作用后的表观特征、质量损失及力学性能。对比了单掺钢纤维、单掺聚丙烯纤维和混掺钢纤维和聚丙烯纤维对超高性能混凝土高温爆裂的抑制效果，考察了温度、纤维种类和掺量、骨料（石英砂和钢渣）对超高性能混凝土强度的影响。试验结果表明：混掺1%钢纤维和2%聚丙烯纤维能有效抑制超高性能混凝土高温爆裂，在高温作用后依旧保持完整形态；钢渣骨料混杂纤维超高性能混凝土具有优异的高温力学性能，在1 000℃高温作用后仍能保持67%的残余强度；随着温度的升高，超高性能混凝土立方体抗压强度整体上表现出先升高后降低的规律；在目标温度超过600℃时，高温增强了超高性能混凝土的延性。     

钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响

混凝土作为一种准脆性材料,其抗压强度存在尺寸效应现象.为了研究钢纤维体积率对混凝土强度尺寸效应的影响规律,对钢纤维体积率分别为0.00%,0.75%,1.50%,试件边长分别为100,150,200 mm的27组共计81块钢纤维混凝土立方体试件进行了立方体抗压强度试验.在Bazant混凝土尺寸效应律的基础上,提出了C30钢纤维混凝土尺寸效应计算公式,明确了钢纤维体积率对尺寸效应的影响,并根据钢纤维混凝土立方体抗压强度试验的结果进行验证.结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度的尺寸效应会随着钢纤维体积率的增大而变得更加明显,本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式能够较好地分析和预测在不同钢纤维体积率以及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土立方体的抗压强度.     

钢纤维自密实混凝土抗压性能试验研究

通过立方体试块的抗压试验,研究了钢纤维体积率、钢纤维类型、浇筑方式、粉煤灰置换率对自密实混凝土抗压强度的影响.结果表明,钢纤维提高了自密实混凝土的抗压强度;在钢纤维体积率的一定范围内,振捣改善了钢纤维对自密实混凝土抗压强度的增强效果;自密实混凝土的抗压强度随着粉煤灰置换率的增加而降低,随着龄期的增长而逐渐提高.在试验研究的基础上,给出了粉煤灰置换率为20%,30%的自密实混凝土立方抗压强度随龄期变化的计算公式.     

钢纤维-橡胶混凝土力学性能试验研究

为提高橡胶混凝土整体力学性能,将钢纤维作为改性材料,在橡胶混凝土(橡胶掺量为10%)中,掺入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%四种不同体积分数的钢纤维,研究不同钢纤维掺量对钢纤维-橡胶混凝土单轴抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响。结果表明:较于橡胶混凝土,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维-橡胶混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗冲击性能均呈现先升高后降低的趋势,其抗压强度可提高12.7%,抗拉强度可提高22.0%,抗冲击性能可提高3.9倍,且钢纤维的阻裂作用可提高试件破坏形态的完整程度。     

钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土力学性能试验

为研究钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土的力学性能,以纤维掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)和长径比(60、80、120)为设计参数,实施17组不同配合比立方体试件的流动度试验与抗压试验,观察试件的破坏形态,获取试件的最优配合比。探讨了不同设计参数对试件的流动度、抗压强度等力学性能指标的影响。试验结果表明：掺纤维试件的破坏模式显示出更强的韧性与延性,主要体现在抑制微裂纹形成的方面,纤维横向约束效果显著;相比于未掺纤维的基准组,掺入混杂纤维后的试件的流动度降低,抗压能力提升;混杂纤维掺量对试件的力学性能影响显著,较单一纤维掺入流动度表现更佳,其中聚甲醛纤维对超高性能混凝土的抗压强度提升有限,而随着钢纤维掺量增加,抗压强度增大;长径比对试件的力学性能影响显著,聚甲醛纤维直径对试件流动度影响较大,抗压强度随混杂纤维长径比的增加而增大;钢-聚甲醛混杂纤维超高性能混凝土通过控制混杂纤维长径比,能够同时获得较好的延性和抗压能力。     

纤维高强粉煤灰混凝土劈拉强度试验研究

针对掺加纤维可改善高强混凝土的受拉性能特点,进行纤维粉煤灰高强混凝土的立方体劈拉试验研究。试验参数主要有纤维类型、纤维形状、纤维含量。试验结果表明：随纤维掺量的增大,纤维高强混凝土劈拉强度总体上呈增大趋势;扁头型和弓型钢纤维对混凝土劈拉强度的增强作用最明显,而合成纤维对混凝土劈拉强度的增加作用很小;掺入钢纤维对高强混凝土劈拉强度与抗压强度的比值明显提高。     

钢纤维再生混凝土抗压强度试验研究

以钢纤维体积率、钢纤维类型、再生粗骨料处理方式以及试件尺寸作为参数,通过与钢纤维天然混凝土对比,探讨钢纤维对再生混凝土抗压性能的影响.试验结果表明:钢纤维再生混凝土抗压强度略低于钢纤维天然混凝土,钢纤维的加入可以在一定程度上提高再生混凝土的抗压强度,钢纤维再生混凝土立方体抗压强度的尺寸效应系数与钢纤维天然混凝土差别不明显.根据对试验数据的统计分析,铣削型钢纤维(MF)对天然混凝土抗压强度的影响系数为0.25,对预湿水再生混凝土抗压强度的影响系数为0.35,钢纤维对再生混凝土的增强效果优于天然混凝土.     

植生型生态混凝土配合比正交设计及性能研究

通过正交试验,利用方差分析的方法,研究骨料粒径、设计空隙率、水胶比、粉煤灰掺量对植生型生态混凝土28d立方体抗压强度的影响程度及规律,进而得出优化方案.结果表明:正交试验中最小的抗压强度为8.83MPa,能够满足设计指标要求;四因素中,设计空隙率对抗压强度的影响最为显著,其次是粉煤灰掺量,水胶比、骨料粒径虽存在一定影响,但影响效果不显著,抗压强度随骨料粒径、设计空隙率、粉煤灰掺量的增大而减小,而随水胶比的增大呈先增大后减小的趋势;在强度指标下,通过性能分析得出由骨料粒径为13.2～16mm,设计空隙率为22%,水胶比为0.30,粉煤灰掺量为10%配合比制备的生态混凝土性能最优.     

高温下掺PPF的RPC立方体抗压性能

为了改善高温下活性粉末混凝土(RPC)的爆裂和抗压性能,完成了108个70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm掺聚丙烯纤维(PPF)的活性粉末混凝土立方体试块高温下抗压试验.考察了PPF掺量对RPC高温爆裂的抑制效果,研究了温度和PPF掺量对高温下RPC立方体抗压性能的影响.结果表明:体积掺量0.3%的PPF能有效防止RPC爆裂,高温下RPC立方体抗压强度也相对较高;100℃时RPC的立方体抗压强度比常温低,200～600℃时立方体抗压强度相比100℃有所升高,700～800℃时立方体抗压强度相对600℃降低;20～100℃时RPC立方体抗压强度随PPF掺量的增大而降低,200～800℃时RPC立方体抗压强度随PPF掺量的增大而提高;100～500℃时掺PPF的RPC的立方体相对抗压强度小于普通混凝土和高强混凝土,600～800℃时掺PPF的RPC的立方体相对抗压强度则较大.基于试验结果,拟合出了不同PPF掺量的RPC高温下立方体抗压强度随温度变化的计算公式.