钢纤维对钢筋自密实混凝土梁抗剪性能的影响

对9根钢纤维钢筋自密实混凝土粱进行了试验研究,主要的变化参数是纤维掺量和配箍率.基于试验结果,分析了钢纤维对钢筋自密实混凝土粱的极限承载能力、抗剪强度、破坏形态及抗剪韧性的影响.试验结果表明:加入钢纤维可以显著提高梁的极限承载力和韧性,改善梁的破坏形态;提出了与普通钢筋混凝土梁相协凋的钢纤维钢筋自密实混凝土梁的极限承载力的经验公式,并建议端部弯钩型钢纤维的增强系数取值为1.78.     

纤维对自密实混凝土力学性能影响的研究

研究了不同纤维与不同强度自密实混凝土之间的力学性能。通过对混凝土试块的性能测试得出,纤维能明显降低自密实混凝土养护期间的强度。钢纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯纤维能改善自密实混凝土28d抗拉强度;钢纤维能改善自密实混凝土28d抗压强度;而聚丙烯纤维和聚乙烯纤维则会降低其28d抗压强度。     

混杂纤维高强混凝土断裂性能试验研究

采用楔劈拉伸试验方法,对14组共42个混杂纤维(钢纤维-聚丙烯纤维)高强混凝土试件进行楔劈拉伸试验,研究混杂纤维高强混凝土的断裂性能。研究结果表明:在钢纤维体积率为1.5%、聚丙烯纤维掺量为0.6kg/m3时,混杂纤维高强混凝土表现出较好的断裂韧性,但随着聚丙烯纤维掺量的增大,其增韧效果变化不大;当聚丙烯纤维掺量为0.9kg/m3时,混杂纤维高强混凝土断裂韧度、断裂能、裂缝嘴张开位移及其增益比均随钢纤维体积率的增加表现出良好的增加趋势;钢纤维在高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,随着钢纤维体积率的增加,聚丙烯纤维的增韧作用逐渐减弱;钢纤维类型对混杂纤维高强混凝土的断裂性能具有不同程度的影响。     

基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计(3)——高温弯曲性能

测试了钢纤维混杂聚丙烯纤维自密实混凝土高温下的弯曲性能。研究发现,高温下混凝土的弯曲性能明显低于高温后的弯曲性能;高温下,纤维自密实混凝土、混杂纤维自密实混凝土的抗弯强度和弯曲韧性均随着温度的升高而不断降低;混杂纤维自密实混凝土在高温下的弯曲性能要优于普通自密实混凝土、聚丙烯纤维自密实混凝土以及钢纤维自密实混凝土。钢纤维与聚丙烯纤维以及钢纤维与聚乙烯醇纤维在高温下均表现出了明显的正混杂效应;聚丙烯纤维有利于抵抗混凝土爆裂,钢纤维对于提高混凝土高温下的剩余承载能力具有重要作用。     

钢纤维高强混凝土管桩延性性能试验研究

通过在预应力高强混凝土管桩中掺加钢丝端钩型钢纤维、剪切端钩型钢纤维和同等条件下未掺加钢纤维的管桩进行拟静力试验研究,研究钢纤维及其体积率对预应力高强混凝土管桩延性性能的影响。对比分析预应力高强混凝土管桩的破坏特征、承载能力、变形能力及延性性能。结果表明,钢纤维增强的预应力高强混凝土管桩的破坏特征得到改善,承载能力及变形能力得到提高,延性性能得到显著改善。随着钢纤维体积率的增加,预应力高强混凝土管桩的延性性能得到提高。     

钢纤维混凝土抗弯性能及断面处纤维分布规律研究

通过对5组钢纤维自密实混凝土的抗弯性能试验,对其抗弯性能进行分析,采用新方法统计和分析钢纤维自密实混凝土试件断面纤维的分布规律,对比钢纤维自密实混凝土力学性能与纤维分布的关系。研究结果表明:钢纤维掺量越大或纤维长度越长,抗弯性能和弯曲韧性越好;纤维掺量越多,在混凝土中纤维根数越多,断面处纤维分布越均匀;钢纤维掺量、钢纤维在试件断面处分布的均匀程度、根数及钢纤维外露长度与角度的不同,影响钢纤维自密实混凝土试件的抗弯强度与弯曲韧性。     

钢纤维自密实混凝土的工作性、力学及耐久性能研究

研究了钢纤维的形状（剪切型、端钩型）、长径比（46.6、53.9）和体积掺量（0、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%）对自密实混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明：相同掺量下,3种类型的钢纤维中,长径比为46.6的端钩型钢纤维自密实混凝土工作性、力学性能均相对较好;随着钢纤维掺量的增加（≥0.6%）,自密实混凝土的工作性降低,抗压强度小幅增大,劈裂抗拉强度和轴向抗拉强度显著增大,早期收缩性能和抗裂性能提升,干燥收缩值减小。     

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.     

玄武岩纤维自密实混凝土的性能试验研究

研究了玄武岩纤维体积掺量对自密实混凝土工作性能及力学性能的影响;并以体积掺量为0.3%的钢纤维自密实混凝土抗折试验为参照对象,分析了纤维掺入对自密实混凝土韧性的影响。研究表明,在自密实混凝土中掺入玄武岩纤维会影响拌合物的工作性能,并且玄武岩纤维掺量越大,影响越明显;抗压强度随着玄武岩纤维掺量的增加而降低;玄武岩纤维的掺入限制了自密实混凝土在受压破坏过程中裂缝的开展和延伸,随玄武岩纤维掺量的增加,抗折强度提高,折压比也随之增大,玄武岩纤维起到了一定的增韧效果,但是不如钢纤维明显。     

钢-PVA混杂纤维高强再生骨料混凝土断裂性能

为提高再生骨料混凝土的断裂性能,通过三点弯曲梁断裂试验,研究钢纤维、钢-PVA混杂纤维对高强再生骨料混凝土(RAC)断裂性能的影响。结果表明：未掺纤维的高强RAC脆性较大,断裂性能差,而钢纤维、钢-PVA混杂纤维对高强RAC的断裂破坏延缓作用明显;钢纤维与PVA纤维混杂后的高强RAC比单掺钢纤维时,其荷载-变形曲线更为饱满且下降段更为平缓;单掺钢纤维时高强RAC的失稳韧度及断裂能显著提升,但起裂韧度基本没有提高,而钢纤维与PVA纤维混杂后RAC各项断裂参数均有明显改善,对其起裂韧度的提升效果较好,在体积掺量为0.2%的PVA纤维与体积掺量为1.0%的钢纤维混杂时混杂效应较优,对高强RAC各项断裂性能的改善效果最为理想。     

钢纤维高强混凝土的断裂韧性及缺口敏感性研究

通过24组共72个尺寸为200 mm×170 mm×100 mm的楔劈拉伸试件的断裂性能试验,探讨了钢纤维类型及其掺量、切口相对深度等对高强混凝土断裂破坏形态和裂缝张开位移的影响,分析了高强混凝土和钢纤维高强混凝土的缺口敏感性.试验结果表明:钢纤维有效地改善了高强混凝土的断裂韧性,随着钢纤维体积率的增加,破断面更加曲折、粗糙,峰值荷载逐渐增加,Pv-CMDDc曲线愈加丰满,断裂性能的提高愈加充分;随着切口相对深度的增加,破断面变得相对平直;钢纤维类型对钢纤维高强混凝土的Pv-CMODc曲线具有较为显著的影响,切断型钢纤维高强混凝土在试验后峰阶段表现出类似于金属性能的应力强化现象;高强混凝土和钢纤维高强混凝土的断裂韧度和断裂能均存在缺口敏感性问题.     

混杂纤维自密实混凝土早期开裂模拟分析

自密实混凝土水胶比较低,自由水分较少,如配制不当比普通混凝土更易发生早期开裂。本文利用有限元法建立了纤维自密实混凝土早期开裂新型平板法模型,研究了自密实混凝土随纤维种类、掺量的改变其早期抗裂性能变化的规律,结果表明:钢纤维对自密实混凝土早期开裂有一定影响,尤其当体积掺量超过1.5%后其抗裂性能得到了很大程度的提高;钢纤维与聚丙烯腈纤维共同作用也会影响自密实混凝土的早期开裂,在钢纤维掺量为0.8%情况下当聚丙烯腈纤维掺量在0.9kg/m3~1.5kg/m3范围内其抗裂性能提高得最为显著。     

钢纤维对自密实混凝土力学性能影响

自密实混凝土(SCC)相比于普通混凝土具有更加优良的工作性能,无需外力振捣就可依靠自重填充整个模板,因此,被广泛地应用于配筋密集、外形复杂的结构中。配制相同强度等级的自密实混凝土与普通混凝土相比,自密实混凝土所需胶凝材料更多,间接导致自密实混凝土在硬化过程中产生较大的干缩变形,在自密实混凝土中掺加钢纤维,不仅可以有效抑制自密实混凝土的干缩,而且还可以明显改善自密实混凝土基体的力学性能,故将钢纤维与自密实混凝土两种材料结合配制钢纤维自密实混凝土是非常有意义的。基于前人研究的基础上,本文主要研究钢纤维对自密实混凝土力学性能影响。     

超高性能混杂钢纤维混凝土力学性能试验

采用工程上常用的2种不同长径比、不同强度的端弯型钢纤维和超细型钢纤维,通过立方体抗压试验和小梁抗弯试验,研究纤维体积率(体积分数)为2.0％时,端弯纤维和超细纤维混合比例对超高性能混凝土抗压强度、抗弯强度、延性的影响.结果表明:端弯纤维和超细纤维分别主导了超高性能混凝土强度和延性性能;随着超细纤维体积率增加,超高性能混凝土抗压强度、抗弯强度和弯曲韧性提高;随着端弯纤维体积率提高,小梁的延性增强;2种纤维混合,可以均衡地改善基体混凝土的相应性能;综合考虑各力学性能指标和经济性,端弯纤维与超细纤维体积率分别为0.5％和1.5％时为最佳配比.     

基于抗火性能的混杂纤维自密实混凝土设计(2)——常温力学性能

在混杂纤维自密实混凝土高温下内部蒸汽压力测试研究的基础上,对混凝土配合比进行了优选,主要通过坍落流动度试验、J-环试验、U形管试验以及L-槽试验研究了所筛选的混杂纤维自密实混凝土的工作性,并测试了其常温力学性能。研究发现,钢纤维的引入会降低新拌自密实混凝土的工作性,而钢纤维与PVA纤维混杂以及钢纤维与PP纤维混杂对自密实混凝土的工作性影响较小;钢纤维与PP纤维的混杂对新拌自密实混凝土工作性影响最小;钢纤维或者混杂纤维的引入并没有明显地影响自密实混凝土的抗压强度,而抗弯强度得到了显著提高;相比于单掺钢纤维自密实混凝土,混杂纤维并没有进一步提高自密实混凝土的抗弯强度,但是弯曲韧性有较为明显的提高。     

矿渣粉对钢纤维自密实混凝土性能的影响

研究了矿渣粉掺量对钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)工作性能和力学性能的影响,并从微观层面阐释钢纤维和矿渣粉对混凝土基体的增强作用.结果 表明:采用10％掺量的矿渣粉代替水泥能有效提高新拌混凝土的工作性能,增加钢纤维体积分数会减弱自密实混凝土的工作性能;矿渣粉与钢纤维的协同作用能够显著提高混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度...     

粗合成纤维混凝土断裂性能试验研究

粗合成纤维是一种新型的增强增韧材料,而断裂性能是反映纤维阻裂效果的重要指标之一.本文试验研究了粗合成纤维混凝土的断裂性能,并与钢纤维混凝土进行了比较.结果表明:在相同纤维体积掺率(1.5%)条件下,与钢纤维混凝土相比,粗合成纤维混凝土的断裂韧度降低了21.6%,但断裂能提高了3.8%.表明粗合成纤维混凝土具有良好的断裂性能.     

离心成型钢纤维混凝土抗冻性试验研究

通过对离心成型钢纤维混凝土试件的抗冻试验,研究了基体混凝土强度和钢纤维体积率对离心成型混凝土抗冻性能的影响规律,探讨了试件尺寸对抗冻试验结果的影响。研究结果表明:单纯提高基体混凝土强度不能明显改善离心成型混凝土的抗冻能力,掺入钢纤维则显著提高了离心成型混凝土的抗冻能力,并且钢纤维掺量的增大使离心成型混凝土的抗冻能力增强。结合离心成型钢纤维混凝土构件的纤维分布规律,对上述试验结果进行了分析讨论。     

自密实混凝土梁抗剪性能试验研究

针对自密实钢筋混凝土梁的塑性开裂问题,提出了在自密实混凝土无腹筋梁中加入钢纤维,以约束混凝土内部裂隙扩展,从而提高其抗剪承载力。通过试验进行了钢纤维掺入量对自密实混凝土无腹筋梁抗剪承载力的影响规律研究。结果表明:当钢纤维体积率低于0.5%时,钢纤维对梁抗剪承载力的影响很小;当钢纤维体积率在0.5%～2%时,梁的开裂裂隙数量减少、裂隙长度缩短、分布范围减小,钢纤维明显提高了梁的抗剪承载力和延展塑变性能;值得指出的是,当钢纤维体积率超过1.5%后,梁抗剪能力的增长趋于平缓。     

钢纤维增强自密实混凝土基本力学性能实验研究

钢纤维增强自密实混凝土结合了传统钢纤维混凝土和自密实混凝土的优点,改善了混凝土的力学性能,同时有效的抑制了自密实混凝土的收缩性,有着极为广阔的应用研究前景。在每组实验只改变钢纤维的掺量的前提下,主要通过研究钢纤维自密实混凝土试块的抗压(立方体试件抗压、棱柱体试件轴心抗压)、劈裂抗拉和抗折(静力抗折和弯曲疲劳)与普通自密实混凝土试块测试数据的不同,来对比研究钢纤维增强自密实混凝土的力学性能的优点。