扭曲型钢纤维混凝土在薄壳护坡结构中的应用研究

结合钢纤维混凝土在一种新型土石坝护坡结构中的应用,在水灰比一定的条件下,对扭曲型钢纤维体积率对混凝土主要力学性能的影响进行了试验研究。试验结果表明,掺入钢纤维可提高混凝土的抗拉、抗折强度,但增强效果并不随纤维含量的增加而成比例增加,而对抗压强度的提高影响不大,当钢纤维体积率达到0.7%后,抗压强度反而有所降低。综合试验结果和薄壳护坡结构的特性,建议在新型护坡结构中,钢纤维体积率选为0.7%。     

钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土劈裂抗拉性能试验研究

为了研发具有绿色环保性质的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土,笔者通过试验研究了钢纤维体积率!粉煤灰替代率和水灰比三种因素对钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:掺加钢纤维对轻骨料混凝土劈裂抗拉强度有明显提高,建议钢纤维体积率取值宜在0.8%～1.2%之间;掺入粉煤灰后,轻骨料混凝土劈裂抗拉强度会降低,建议粉煤灰替代率不宜超过30%;同时掺入钢纤维和粉煤灰后,对不同水灰比的钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土的劈裂抗拉强度均会有明显提高。试验结论可为钢纤维轻骨料粉煤灰混凝土在工程中的应用提供参考。     

粗骨料钢纤维水工混凝土抗折强度试验研究

进行了二级配骨料钢纤维混凝土的抗折强度试验。结果表明:钢纤维体积率(钢纤维掺量)是影响钢纤维混凝土抗折强度的重要因素,通过在结构构件的受拉区内掺入适量钢纤维,可以有效改善其抗折性能;对钢纤维外形进行合理改进,增强钢纤维与基体混凝土之间的锚固力与机械咬合力,可以提高钢纤维混凝土的抗折能力。     

钢纤维粉煤灰混凝土砌块砌体基本力学性能的试验研究和数值分析

首先研究钢纤维粉煤灰混凝土的基本力学特性,通过对掺入不同钢纤维体积率和不同粉煤灰掺量的混凝土进行试验,得出力学特性较好的配比进行砌块的试验研究。试验结果发现在粉煤灰混凝土砌块中掺入一定体积率的钢纤维,不仅能够提高砌块砌体的抗压强度,也改善砌块砌体的变形性能和破坏形式。同时对砌块砌体进行有限元分析,根据模型试验与数值模拟分析,得出其应力分布规律和变形形态,为钢纤维粉煤灰混凝土砌块的应用提供理论依据。     

钢筋钢纤维混凝土轴拉构件裂缝性态试验研究

考虑钢纤维体积率与配筋率两个主要因素,设计并开展了15个钢筋钢纤维混凝土轴拉构件的拉伸试验,分析钢纤维掺率对裂缝性态的影响。结果表明,当钢纤维体积率在0. 5%～2%之间时,与不掺钢纤维相比,试件的初裂荷载提高了14. 9%～52. 8%,最大裂缝宽度降低2. 6%～37. 5%,钢纤维的掺入对裂缝间距没有显著影响;与纤维混凝土结构技术规程对比表明,规程计算的最大裂缝宽度结果偏保守,对裂缝宽度计算公式的使用提出建议,以期为钢筋钢纤维混凝土结构设计提供建议与参考。     

不同养护条件下钢纤维混凝土力学性能试验研究

钢纤维混凝土是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型复合材料。基于试验,研究分别在水和质量浓度为5%的NaCl溶液2种养护条件下,不同钢纤维掺量的混凝土试件在一定养护时间内的抗压强度及轴压应力-应变曲线。试验结果表明,混凝土抗压强度随养护龄期的增长而增大,相比在5%NaCl溶液中养护,在水中养护的钢纤维混凝土抗压强度更高。总体来说,混凝土在掺入钢纤维后抗压强度降低,但延性更好,能有效阻止混凝土内部微小裂缝的扩大延伸及大裂缝的生成,在一定程度上证明掺入钢纤维对混凝土抗氯盐侵蚀有利。     

冻融循环对钢纤维混凝土动力性能的影响研究

通过对冻融循环劣化后的钢纤维混凝土试件进行动态三轴压缩试验,分析了冻融循环及钢纤维掺量对混凝土轴向极限抗压强度、轴向峰值应变和应力-应变曲线的影响。结合扫描电子显微镜(SEM)分析冻融前后钢纤维混凝土的微观结构。目的在于探明冻融循环对钢纤维混凝土动态力学性能的影响规律,为寒冷地区钢纤维混凝土在实际工程中的应用提供理论参考。结果表明:增加冻融循环次数导致轴向极限抗压强度下降且100次冻融循环后下降速度明显增大,而轴向峰值应变基本呈线性增大。应变速率的增加导致轴向极限抗压强度增大且轴向峰值应变逐渐减小。冻融循环破坏了钢纤维混凝土内部结构,导致应力-应变曲线包围面积减小,钢纤维混凝土吸收能量的能力降低。钢纤维掺量对冻融劣化后混凝土动力性能影响较大,本试验中1%的钢纤维掺量下冻融劣化后混凝土最优。SEM微观结构揭示了钢纤维增强混凝土抗冻性的强化机理,以及过量掺入钢纤维对抗冻性的弱化机理,与宏观试验结果一致。     

钢纤维对喷射混凝土物理力学性能的影响

选取国内具有代表性的2个钢纤维品种进行试验,研究钢纤维品种及其掺量对喷射混凝土物理力学性能的影响,探讨了钢纤维最优掺量的确定原则。试验结果表明,钢纤维的掺入能有效提高喷射混凝土的各项物理力学性能指标;不同品种钢纤维对喷射混凝土力学性能的影响存在一定的差异;喷射混凝土的物理力学性能与钢纤维的掺量呈线性增长关系。     

纤维定向布放钢纤维混凝土力学性能及断裂过程细观分析

钢纤维的适量掺入使得钢纤维混凝土力学性能有显著提高。基于试验配合比随机生成二维钢纤维混凝土梁细观模型,对体积分数相同的钢纤维分别采用随机乱向分布、受拉区水平定向布放和沿最大主拉应力布放3种方式进行建模研究,结合黏结裂缝模型,对钢纤维混凝土梁抗弯试验进行了数值模拟,分析了钢纤维掺量和取向对钢纤维混凝土的力学性能影响。将数值计算结果与已有试验结果进行对比分析,结果表明,钢纤维定向布放可以大幅度提高混凝土抗弯性能及断裂过程阻裂增韧效果。     

钢纤维喷射混凝土力学性能研究及应用

以不同体积掺率的钢纤维作为因变量,设计了钢纤维喷射混凝土的配合比,通过室内试验检测了其力学性能,并通过工程应用实例对其在隧道工程中应用效果进行研究。室内试验表明:当钢纤维体积掺率由0.0%增加到0.8%时,各龄期下钢纤维喷射混凝土的抗拉与抗折强度得到了较大的提高;同时考虑满足钢纤维喷射混凝土的力学性能和经济效益的情况下,建议钢纤维的最佳体积掺率取0.6%。工程应用表明:在隧道二衬结构中采用钢纤维喷射混凝土后,具有施工方便、早期强度高、能够与围岩紧密接触并提供支护抗力,对围岩扰动少等优点,且衬砌结构受压应力较小,满足结构安全设计要求,应用前景广阔。     

预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂试验和计算方法

根据25根预应力钢纤维混凝土无腹筋梁和20根预应力钢纤维混凝土箍筋梁斜截面受力试验研究，分析了箍筋、剪跨比、有效预压力、钢纤维体积率和长径比对预应力钢纤维混凝土梁斜截面抗裂度的影响规律. 通过理论推导，提出了预应力钢纤维混凝土梁的斜截面抗裂的计算公式。     

钢筋钢纤维混凝土深梁抗裂度的计算方法

通过对28根深梁的试验研究，探讨了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比等因素对钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的影响，以及达到全截面加入钢纤维对抗裂度增强效果的钢纤维混凝土层厚。试验表明：深梁的抗裂度随钢纤维体积率的增加而增大，当钢纤维体积率ρf=20%时，正截面可提高80%左右，斜截面抗裂度可提高50%左右，当钢纤维混凝土层厚达到深梁高度的0.6倍时，可 达到全截面加入钢纤维对抗裂度的增强效果。提出了与普通钢筋混凝土深梁和钢筋钢纤维混凝土深梁相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土深梁正截面抗裂度和斜截面抗裂度的计算公式。     

三点弯曲下的钢纤维高强混凝土断裂能

通过100个尺寸为100mm×100mm×515mm的不同体积率的钢纤维高强混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积率和裂缝相对切口深度对高强混凝土断裂能和作用力功的影响。结果表明,钢纤维改善了高强混凝土的断裂性能与延性。钢纤维高强混凝土断裂能增益比、作用力功增益比以及延性指数随着钢纤维体积率的增加而线性增加,随着切口深度的增加而降低;外力功对断裂能的大小起较大作用。在分析试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土作用力功和断裂能的计算公式。     

钢纤维高强混凝土承台承载力影响 因素试验研究

通过17个平面尺寸700 mm x 700 mm、厚度150 } 400~的钢筋钢纤维高强混凝土四桩承 台受力性能试验,探讨了混凝土强度、钢纤维体积率、承台有效厚度、配筋率、钢纤维类型等对承台 开裂荷载和极限承载力的影响。结果表明,随着钢纤维体积率、承台有效厚度、混凝土强度、配筋率 的增加,承台承载力显著提高,同时钢纤维类型对承台承载力也有一定影响,在建立钢纤维高强混凝 土承台极限承载力计算公式时,应充分考虑到这些因素的影响     

钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能试验研究

本文通过钢筋混凝土梁以及在受拉区部分地加入钢纤维的钢筋混凝土梁的试验及理论分析，研究了钢纤维混凝土层厚、钢纤维体积率和剪跨比对钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪性能的影响，建立了与普遍钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式相衔接的钢筋钢纤维增强部分混凝土梁受剪承载力的计算模型和计算公式．     

混合纤维增强全轻混凝土早龄期抗裂性试验研究

试验研究了掺加聚丙烯纤维对钢纤维全轻混凝土早龄期抗裂性能的影响。根据力学性能试验结果,选取钢纤维体积率为1.0%,并按照强度等级LC35、轻骨料密度800级进行全轻混凝土配合比的设计,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3范围内选取5个水平。结果表明,聚丙烯纤维与钢纤维混掺具有提高全轻混凝土早龄期抗裂性的作用,早龄期抗裂性随着聚丙烯纤维掺量的增加而提高,在掺量为0.9 kg/m3时效果最佳,裂缝降低系数达到71.4%(相对于未掺聚丙烯纤维时)。     

基于二元方差分析的钢纤维混凝土力学特性研究

通过室内试验开展了钢纤维体积率、基体混凝土强度等级两种不同试验因素对钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗折强度和抗剪强度指标的影响分析,并采用二元方差分析方法进行了对比验证。研究结果表明：钢纤维体积率、基体混凝土强度等级是影响钢纤维混凝土力学性能的重要因素;随着混凝土强度等级、钢纤维体积率的增加,钢纤维混凝土劈裂抗拉强度、抗剪强度和抗折强度均呈增长趋势,但增幅会逐渐趋缓;基体混凝土强度等级对混凝土劈裂抗拉强度作用更明显,而钢纤维体积率对钢纤维混凝土抗剪和抗折强度作用更明显;二元方差分析验证结果与钢纤维混凝土指标影响实验一致。研究成果可为实际工程中优化钢纤维混凝土配合比设计提供参考依据。     

混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的试验研究与强度计算

为探究混杂钢-聚丙烯纤维混凝土力学性能,基于复合材料强度理论,在试验研究的基础上,对混凝土强度对比试验结果进行数值分析,并根据试验结果规律,给出了混杂钢-聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和轴心抗拉强度的计算式,以及各强度间的关系。通过数理统计方法分析研究了混杂纤维混凝土中纤维体积率、长径比对强度的影响,确定了计算模式中的待定参数。从强度计算式中不同纤维对应的影响系数可以看出,对混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度起决定作用的是钢纤维的体积率和长径比;混杂钢-聚丙烯纤维混凝土的强度计算式与关系式拟合效果良好,可为同行业研究者们和工程应用提供参考。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面抗裂荷载的研究

通过对22个钢筋钢纤维混凝土牛腿试件的试验研究,探讨了钢纤维体积率、剪跨比、混凝土强度等对钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面抗裂荷载的影响,在普通混凝土牛腿斜截面抗裂荷载计算公式的基础上,给出了钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面抗裂荷载的计算公式,计算值与试验值基本吻合。