混掺纤维RPC增韧特性试验研究

采用钢纤维与粗聚烯烃纤维或细聚乙烯醇纤维混掺技术,制备了新型超高强度活性粉末混凝土(RPC),以改善RPC的韧性及脆性;由弯曲试验测其荷载-位移曲线,分析了纤维品种、掺量变化对新型RPC韧性的影响规律,并对比了在胶凝材料中添加超细水泥或硅灰所制备的RPC的韧性.结果表明:混掺纤维RPC的荷载-位移曲线具有二次硬化特征;混掺纤维RPC的韧性指标明显高于单掺钢纤维RPC,以1%钢纤维体积分数与9kg/m3粗聚烯烃纤维混掺所制备的超细水泥RPC韧性指标T(7)比单掺钢纤维时提高70%;从经济性看,以1%钢纤维体积分数与粗聚烯烃纤维或细聚乙烯醇纤维混掺对RPC增韧效果更优;当钢纤维体积分数为2%时,细聚乙烯醇纤维掺量不宜高于9kg/m3;超细水泥RPC韧性优于硅灰RPC试件.     

混杂纤维活性粉末混凝土的断裂性能

通过三点弯曲断裂试验,研究了钢纤维、钢纤维-粗聚烯烃纤维、钢纤维-聚乙烯醇纤维以及钢纤维-粗聚烯烃纤维-聚乙烯醇纤维对活性粉末混凝土(RPC)断裂韧性的改善效果.结果表明:与单掺钢纤维的RPC试件相比,钢纤维与粗聚烯烃或聚乙烯醇纤维混掺增强RPC试件的预制裂缝尖端出现数条细小的微裂缝,其荷载-挠度曲线和荷载-裂缝口张开位移(CMOD)曲线均表现出明显的"二次硬化"现象;当钢纤维体积分数为1.5%,聚乙烯醇或粗聚烯烃纤维掺量为9kg/m3时的混杂纤维RPC试件与单掺钢纤维RPC试件相比,其峰值荷载分别提高了54.4%和85.4%,断裂能分别提高了138.4%和88.5%,断裂韧度分别提高了111.9%和50.8%;当钢纤维体积分数为1.0%,粗聚烯烃纤维和聚乙烯醇纤维掺量均为3.0kg/m3或4.5kg/m3时,钢纤维、粗聚烯烃和聚乙烯醇纤维混掺表现出良好的混杂效应;钢纤维体积分数为1.0%~1.5%,合成纤维总掺量为9kg/m3时,对RPC断裂性能的改善效果最理想.     

混杂纤维活性粉末混凝土的断裂与弯曲韧性

为了研究不同几何尺度钢纤维混掺和钢纤维与高性能合成纤维混掺对活性粉末混凝土(RPC)弯曲韧性的改善效果,基于P-CMOD曲线探讨了混杂纤维种类、纤维掺量等对RPC弯曲韧性的影响规律.研究发现:混掺纤维RPC试件表现出比单掺钢纤维RPC试件更好的变形能力,P-CMOD曲线下降段更加平缓;钢纤维与高性能合成纤维混掺,可以显...     

掺不同纤维的RPC弯曲韧性试验研究

通过对不同纤维种类及掺量的活性粉末混凝土进行弯曲韧性试验,测出相应的荷载-挠度曲线,并依据ASTM C1018韧性指数法分析了不同体积掺量的钢纤维、聚丙烯纤维及两者的混合对改善RPC韧性的影响。试验发现:体积掺量为2.5%的钢纤维单掺时对改善RPC的弯曲韧性和峰值荷载较合理;当体积掺量为1.5%的钢纤维和体积掺量为0.15%的聚丙烯纤维混掺时,其增韧效果更优;单掺聚丙烯纤维对RPC的增韧效果不明显,且对峰值荷载易产生负作用。     

聚烯烃粗合成纤维混凝土抗弯韧性试验

为了解新型粗合成纤维对改善混凝土抗弯韧性的效果,试验研究了纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对混凝土抗弯韧性的影响规律.结果表明:单掺或混掺不同几何尺寸粗合成纤维后,试件具有很好的韧性,呈延性破坏;抗弯韧性指数随纤维掺量的增加而增大;基体强度提高时,抗弯韧性指数略有上升;纤维直径不同时,抗弯韧性指数变化不明显;3种合成纤维与钢纤维混掺后,其抗弯韧性指标大于单掺钢纤维或3种合成纤维混掺的试件;混掺粗合成纤维可有效改善梁裂后行为,即峰值荷载后仍保持较高荷载;而单掺钢纤维梁在峰值荷载后,荷载下降较快;新的抗弯韧性评价方法能够准确地反映粗合成纤维混凝土裂后阻裂能力高、变形大的特点.     

新型粗聚烯烃纤维高性能混凝土弯曲韧性

基于美国ASTM C1550标准,采用圆板试件研究了新型粗聚烯烃纤维混凝土的弯曲韧性,探讨了纤维掺量和纤维长度对纤维混凝土板能量吸收值的影响规律.通过与梁弯曲韧性试验方法的比较,发现圆板试验更加适合评价粗合成纤维混凝土的弯曲韧性.随着粗聚烯烃纤维掺量、纤维长度的增加,纤维混凝土板的能量吸收值逐渐提高.按照日本JSCE SF4韧性评价方法,掺量为6,8,11kg/m3的粗聚烯烃纤维混凝土梁的韧性指标,比相同掺量的中等弹模纤维增强混凝土分别提高了101%,68%,76%,比掺量为156kg/m3的钢纤维增强混凝土分别提高了65%,90%,138%.     

机场道面混掺纤维混凝土强度与抗弯韧性试验

为了降低机场道面混凝土脆性,通过混掺高性能粗聚烯烃纤维（PP）和细聚乙烯醇纤维（PVA）来提高道面混凝土韧性。通过四点弯曲试验,测得了梁试件荷载 挠度曲线,分析了2种纤维体积掺率混掺对改善三级配机场道面混凝土弯曲韧性的效果。结果表明:纤维混掺可明显改善混凝土抗弯韧性;PP的掺入使荷载 挠度曲线出现了2次峰值;PVA体积掺率为0.2%或0.4%时,随着PP掺率增加,韧性指标值P₃₀₀,P₇₅,P₅₀均呈增大趋势;PP掺率的增加对后期韧性指标值P₇₅,P₅₀的提高更为显著;增加PVA掺率对提高第一峰值强度较为显著;PP和PVA分别以体积掺率1.1%和0.4%混掺时,机场道面混凝土抗弯韧性提高最为明显。     

混杂粗纤维增强混凝土力学特性试验研究

选用低弹粗合成纤维、高弹钢纤维,以总体积掺率为1．5％的二元混杂纤维增强混凝土,系统研究了其弯曲韧性、抗弯冲击及断裂性能;用数理统计方法对抗弯冲击强度进行了分析;基于美国ASTM及日本JSCE方法,提出了适合评价粗纤维混凝土弯曲韧性的新方法。试验结果充分体现了粗合成纤维与钢纤维良好的协同效应;纤维混杂比例影响混杂纤维混凝土的性能,当粗合成纤维与钢纤维以体积掺率分别为1．0％、0．5％混杂时,纤维混凝土的各项力学性能达到优化,相对剩余强度、冲击延性指标、断裂韧度约分别达到79．6%、7．4、1．2。     

聚丙烯粗合成纤维混凝土力学性能及其增强机理研究

试验研究了聚丙烯粗合成纤维混凝土弯曲强度、弯曲韧性、弯曲冲击和疲劳特性,并与钢纤维混凝土进行了对比,分析了粗合成纤维掺量对力学性能的影响规律,探讨了粗合成纤维混凝土的增强机理。结果表明:当纤维掺量为9～13 kg/m3时,聚丙烯粗合成纤维混凝土相对剩余强度为49%～66%;冲击韧性、疲劳寿命相比基准混凝土分别提高了1.25～6.76倍、100%～389%,表明聚丙烯粗合成纤维可显著改善混凝土的力学性能。     

不同种类粗纤维混凝土基本力学性能及弯曲韧性试验研究

选取钢纤维、聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维3种粗纤维,研究不同粗纤维在不同体积掺量条件下(0%,0.5%,1%,1.5%,2%)对混凝土抗压强度、劈拉强度和弯曲韧性的影响,并分析粗纤维对上述指标的影响机理。结果表明:不同种类粗纤维对混凝土抗压强度无显著影响。端部弯折钢纤维和经表面处理的聚丙烯粗纤维在体积掺量≥1.0%时对混凝土劈拉强度有一定的提升作用,其中钢纤维的提升作用更明显。不同粗纤维对混凝土弯曲韧性的提升效果为:钢纤维聚丙烯粗纤维聚乙烯醇粗纤维。粗纤维对混凝土劈拉强度和弯曲韧性的提升作用主要取决于拔出过程中所受阻力,与纤维材料性能、纤维外形特征和纤维表面处理工艺等因素有关。     

钢纤维掺量对活性粉末混凝土力学性能影响分析

在不同钢纤维体积掺量下,研究活性粉末混凝土(RPC)抗压、抗折强度以及延性变化规律,分析钢纤维对RPC抗压强度尺寸效应的影响,并探讨了RPC抗压强度在3种养护方式下的相互关系。试验结果表明:钢纤维体积掺量在1.5%~2.5%变化时,抗压强度提升明显;在0.5%~1.5%和2.5%~3.5%变化时,抗折强度提升明显;钢纤维体积掺量超过2.5%后,对RPC延性影响不显著。钢纤维体积掺量越大,RPC抗压强度尺寸效应越不明显。标准养护7、28 d的RPC抗压强度比值在0.65左右,90℃蒸养1 d与标准养护28 d的抗压强度基本持平。     

聚丙烯长纤维混凝土的抗弯曲韧性试验研究

对不同组纤维混凝土梁进行弯曲韧性试验研究,结果表明,掺加任何类型的纤维均可以提高混凝土的弯曲韧性;聚丙烯长纤维不论是单掺还是与钢纤维混掺,其掺量为5k／m^3时,混凝土的弯曲韧性性能提高最大,并且其弯曲韧性增强效果表现出正的混杂效应。     

混掺精细钢纤维/PVA纤维水泥基复合材料力学性能试验研究

对混掺聚乙烯醇纤维(PVA)与12 mm两端直勾型精细钢纤维的水泥基复合材料进行立方体抗压和哑铃试件轴向拉伸试验,分析纤维掺量对混掺纤维水泥基复合材料抗压、抗拉强度和韧性的影响规律。结果表明:混掺精细钢纤维可以提高水泥基复合材料的立方体抗压强度、抗拉强度和韧性;随着精细钢纤维的增加,其抗压强度、抗拉强度和极限拉应变呈先增大后降低的趋势,当精细钢纤维掺量为1.2%时,28 d立方体抗压强度平均值比单掺PVA纤维提高了61.9%;当精细钢纤维掺量为0.8%时,28 d抗拉强度和极限拉应变分别比单掺PVA纤维提高了56.9%和240%。     

微细钢纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究

混凝土中掺加微细钢纤维不易结团,在掺量较大时分布均匀性良好,能更好地发挥钢纤维增强、增韧和阻裂作用。采用掺加微细钢纤维和高温蒸汽养护配制高强混凝土,通过弯曲韧性试验,计算弯曲韧性指数,研究纤维掺量、水胶比和养护龄期等因素对韧性的影响。结果表明:钢纤维体积率是影响弯曲韧性的主要因素,强度和弯曲韧性都随着体积率增加而增大;适当减小水胶比,可以提高混凝土的弯曲强度和韧性;蒸汽养护能提高钢纤维混凝土的早期韧性和强度,恒温90℃蒸汽养护48h然后转标准养护,3d等效弯曲强度达到28d等效弯曲强度的85.4%~90%。     

三元混杂纤维增强高性能混凝土基本力学性能

选用钢纤维、杜拉纤维和塑钢纤维,在总体积率不超过1%时,按二元或三元混杂制备混杂纤维增强高性能混凝土,并通过立方体标准试块的基本力学性能试验,研究了三种纤维的混杂方式以及混掺比例对混凝土抗压强度、劈拉强度以及拉压比的影响。研究结果表明,钢纤维-塑钢纤维-杜拉纤维三元混杂对混凝土的抗压强度影响并不明显,但能显著改善混凝土试块破坏时的延性;适宜比例的钢纤维、塑钢纤维与杜拉纤维混杂可显著改善基体混凝土的劈拉韧性,使劈拉强度提高30%~55%,拉压比增大到1/17~1/15;钢纤维/塑钢纤维/杜拉纤维体积掺量分别为0.7%、0.19%、0.11%时混杂纤维的复合增强效果最好,高性能混凝土拉压比达到1/15.1。     

钢纤维-玻璃纤维橡胶混凝土断裂性能研究

为改善橡胶混凝土的断裂性能,通过三点弯曲断裂试验,研究了钢纤维-玻璃纤维对橡胶混凝土断裂性能的影响变化规律及其增强机理。结果表明：在混凝土中掺入橡胶粉会削弱混凝土的抗折性能,但有利于改善混凝土的韧性与抗变形能力;钢纤维-玻璃纤维组成的混掺纤维对橡胶混凝土断裂性能具有显著作用,当混掺纤维总量为8%,且钢纤维与玻璃纤维的使用比例为3∶1时,混掺纤维橡胶混凝土的抗折强度最高达到7.87 MPa,并具有4 681.60 J/m²的断裂能;基于双K断裂模型分析,混掺纤维能够显著提升橡胶混凝土的断裂韧性,且在混掺纤维总掺量超过6%时最为显著。同时,由于混掺纤维的多尺度协同作用,橡胶混凝土的应力、应变行为得到改善,其抗荷载能力与韧性实现了显著的增强。     

氯氧镁水泥道路混凝土弯曲增韧性能研究

为提高氯氧镁水泥(简称镁水泥)混凝土的弯曲韧性,将0.25%、0.5%、0.75%、1%聚丙烯纤维及0.5%、1%、1.5%钢纤维分别掺入镁水泥砂浆中,测试其7 d抗折抗压强度及对应的荷载-挠度韧性指数,通过试验测试结果分析各自增韧效果,并在镁水泥混凝土中作进一步验证。结果表明:掺加聚丙烯纤维与钢纤维均可以增加镁水泥混凝土的强度;当单掺0.8%聚丙烯纤维或单掺1%钢纤维时,对镁水泥混凝土韧性增强效果最好;当混掺1%钢纤维+0.8%聚丙烯纤维时,镁水泥混凝土的韧性增强效果较好。     

定向钢纤维活性粉末混凝土受弯及受剪力学性能试验研究

通过电磁场干预活性粉末混凝土(RPC)中钢纤维分布特征,制备了纤维体积掺量为1.5%的定向分布钢纤维RPC(ASFRPC)和乱向分布钢纤维RPC(SFRPC)试件,并对各试件开展了双面直剪试验和四点弯曲试验,分析了纤维长度(13~20 mm)和纤维方向对RPC试件的开裂性能、抗弯承载力、弯曲韧性、抗剪强度、剪切韧性等的影响。研究表明:纤维长度和方向对钢纤维PRC试件的初裂强度和初裂挠度无明显影响;双面直剪试验中,ASFRPC试件的强度、峰值变形及韧性相比SFRPC试件均得到了显著提高,表现出更高的剪切性能;四点弯曲试验中,ASFRPC试件的弯曲峰值应力、弯曲韧性、峰值位移较SFRPC试件均有显著提升。纤维方向对弯曲性能和剪切性能的影响比纤维长度更显著。     

粗合成纤维活性粉末混凝土抗弯韧性试验

为研究不同粗合成纤维用量下活性粉末混凝土的抗弯韧性,采用四点弯曲试验对粗合成纤维用量分别为4.75,9.5,14.25,19kg·m-3的纤维活性粉末混凝土试件进行了研究,同时与不掺入纤维的素活性粉末混凝土进行了对比分析。结果表明:不掺入纤维的素活性粉末混凝土弯拉试件发生脆性破坏,试件一裂即断,未得到荷载-挠度曲线的下降段;而粗合成纤维掺入后能够提高活性粉末混凝土的韧性,使弯拉试件转变为明显的延性破坏,荷载-挠度曲线都可得到稳定的下降段,同时曲线还出现了二次强化现象,有2个峰值;随着粗合成纤维掺量的增加,弯拉试件荷载-挠度曲线的下降段愈加平缓,韧性指数增大;粗合成纤维掺量(体积分数)为1.0%~2.0%时,剩余强度在抗折强度的85%以上,此时粗合成纤维对裂后基体具有较强的阻裂能力,能够大大提高弯拉试件开裂后的韧性。     

层布式钢纤维与混掺PVA纤维混凝土梁的抗弯韧性试验研究

通过层布式钢纤维与聚乙烯醇(PVA)混掺纤维混凝土粱三分点加载试验,研究了不同长径比、外形的钢纤维与不同PVA纤维掺量对混凝土梁抗弯韧性的影响;用不同的方法计算了抗弯韧性指标并进行了比较.结果表明,层布式钢纤维混凝土具有良好的增韧效应:混掺在层布式钢纤维混凝土中的PVA纤维与钢纤维能产生良好的协同效应,增韧效果更加良好;Nemkumar等人提出的韧性指标计算方法与曲线吻合得更好,更能全面分析荷载一挠度曲线的变化过程.