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.     

混杂纤维混凝土早龄期抗裂性能试验研究

选取强度等级CF40和CF50混凝土,在混杂纤维混凝土配合比三元叠加法试验基础上确定配合比:在钢纤维体积分数固定为1%时,聚丙烯纤维掺量在0.3～1.5 kg/m3内按级差0.3 kg/m3取5个水平;在聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,钢纤维体积分数在0.5%～2.0%内按级差0.5%取4个水平,研究纤维的不同掺量对混凝土早龄期抗裂性能的影响以及试件裂缝形态的变化.结果表明,钢-聚丙烯纤维混杂具有耦合提高混凝土早龄期抗裂性能的作用,早龄期抗裂性能随纤维掺量的增加而提高;钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量存在合理有效值.纤维混杂可以协同阻裂和限裂,使混凝土裂缝由宽、长形态调整为细、短形态.     

混杂纤维对高性能混凝土拉压比的影响

为研究低掺量钢-聚丙烯混杂纤维对高性能混凝土拉压比的影响,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土试件及1组普通高性能混凝土对比试件,通过标准试验方法进行立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验,试验中考虑的因素主要是钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)和聚丙烯纤维体积率.分析各因素对高性能混凝土拉压比的影响,结果表明:混杂纤维高性能混凝土具有明显延性破坏特征,而普通高性能混凝土表现为脆性破坏,混杂纤维的掺入使高性能混凝土的拉压比最大提高了26.2%,平均提高了9.9%.在影响高性能混凝土拉压比的四个因素中,钢纤维类型的影响最大,其次是聚丙烯纤维的体积率,影响最小的是钢纤维长径比.高性能混凝土中掺入适量钢-聚丙烯混杂纤维后,拉压比显著提高,韧性得到明显改善.     

混杂纤维轻骨料混凝土的力学和抗冻性能研究

为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对轻骨料混凝土性能的影响,共设计了16组轻骨料混凝土试件,其中有9组混杂纤维轻骨料混凝土,3组钢纤维轻骨料混凝土,3组聚丙烯纤维轻骨料混凝土和1组普通轻骨料混凝土试件。试验结果表明:当钢纤维体积率为1.0%,聚丙烯纤维体积率为0.05%时,混凝土的抗压强度最大为39.16 MPa,提高了17.92%;当钢纤维体积率为1.5%时,抗拉强度最大为4.77 MPa,提高了63.36%。50次冻融循环试验后混凝土的强度损失率最低的是Ssp3组,即钢纤维体积率为1.0%,聚丙烯纤维体积率为0.15%时,强度损失率最低为1.79%,降低了68.92%。     

基于正交设计混杂纤维混凝土拉压比试验研究

固定混凝土配合比参数:水胶比0.28,砂率40%,单方用水量135kg/m3,矿物掺合料掺量40%;借助L16(45)正交设计方法考察了钢纤维掺量(0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,体积分数,下同)、聚丙烯纤维掺量(0.05%,0.1%,0.15%,0.2%)及长度(5mm,6.5mm,12mm,18mm)对混凝土3d和28d拉压比的影响,并对试验结果进行了直观分析和方差分析。结果表明:与基准混凝土相比,混杂纤维对混凝土3d和28d拉压比呈正混杂效应;当聚丙烯纤体积分数为0.05%、长度为6.5mm/18mm、钢纤维体积分数为1.5%时,混凝土3d拉压比的最大提升幅度分别为17.9%、14.1%、25.4%;当聚丙烯纤体积分数为0.1%、长度为12mm、钢纤维体积分数为2.0%时,混凝土28d拉压比的最大提升幅度分别为40.9%、27.3%、40.9%。     

钢纤维和聚丙烯纤维对高强混凝土强度的影响

揭示钢纤维和聚丙烯纤维混杂后对高强混凝土C60强度的影响。设计了15组不同纤维增强C60试件和1组C60对比试件，进行了抗压强度和劈裂抗拉强度试验研究。在高强混凝土C60中同时掺加不同质量分数的钢纤维和聚丙烯纤维后，抗压强度没有明显增大趋势；抗拉强度平均值达3．46MPa；拉压比增加了5％-26％。适量掺加钢纤维和聚丙烯纤维后可明显提高高强混凝土的抗拉强度和拉压比。     

混杂纤维混凝土拌合物工作性能试验研究

通过CF40,CF50,CF60混杂纤维混凝土拌合物的工作性能试验,研究了钢纤维体积分数和聚丙烯纤维掺量对不同强度混杂纤维混凝土拌合物的影响.试验中,钢纤维体积分数为0.0%,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,聚丙烯纤维掺量为0.0,0.6,0.9,1.2 kg/m3,并考虑包裹钢纤维的水泥浆厚度为1.0 mm.结果表明:CF40,CF50混杂纤维混凝土拌合物的坍落度呈现出随钢纤维体积分数增大而降低的变化规律,CF60混杂纤维混凝土拌合物的坍落度呈现出随钢纤维体积分数增大而先降后增再降的变化规律;在钢纤维体积分数不变时,随着聚丙烯纤维体积分数的增大,混杂纤维混凝土拌合物的坍落度降低.     

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。     

混杂纤维高韧性水泥基复合材料抗压性能研究

为改善传统单掺有机纤维水泥基材料的抗压性能,采用钢纤维+聚乙烯纤维混杂方式制备了一种高韧性水泥基复合材料,在聚乙烯(PE)纤维体积掺量固定为1%的情况下,考虑钢纤维体积掺量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%4种工况下该水泥基复合材料的抗压试验,分析了钢纤维掺量、长度、直径对其抗压性能的影响。结果表明,采用钢纤维与PE纤维混杂方式可显著提高水泥基复合材料的抗压性能,在采用较长钢纤维的情况下,较低的体积掺量可以有效提升试件的抗压强度,直径越小的钢纤维试件抗压性能越好。对比发现,钢纤维直径0.12mm、长度13mm、体积掺量为0.6%时混杂效应较好,其峰值压应力较未掺钢纤维的试件提升33.8%,极限压缩应变提升24.3%。     

低掺量S-P混杂纤维增强增韧的作用研究

研究并讨论了钢纤维与聚丙烯纤维混杂对高性能混凝土力学性能的影响。研究结果表明，在较低掺量下(总体积率0．9％)，混杂纤维混凝土的抗压、抗拉强度、断裂性能和抗弯韧性得到了较显著的提高，使混凝土的破坏具有预征兆性，并在混凝土材料初裂后呈现优越的应变硬化行为，体现了两者的混杂效应。     

聚丙烯纤维增强混凝土拉压比试验

针对聚丙烯纤维对混凝土强度和拉压比影响的问题,采用标准试验方法,对不同纤维掺量和不同纤维长度的混凝土进行立方体抗压强度试验和劈裂抗拉强度试验.结果表明,聚丙烯纤维混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的预测模型与试验结果吻合程度较高;聚丙烯纤维混凝土拉压比在纤维掺量为0~0.1%之间递增,在纤维掺量为0.1%~0.25%之间递减;6 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比与基准混凝土拉压比相比略有下降,12 mm聚丙烯纤维混凝土拉压比比基准混凝土提高了5.5%,聚丙烯纤维可以显著改善混凝土脆性破坏形态,提高混凝土韧性.     

钢筋聚丙烯纤维混凝土深梁受弯承载力试验研究

为研究聚丙烯纤维对高性能混凝土深梁受弯性能的影响,采用三分点加载方式对不同聚丙烯纤维掺量(掺量分别为0、0.055%、0.11%、0.165%)的混凝土深梁的受弯性能进行对比试验研究,分析聚丙烯纤维对深梁工作性能和破坏形态、混凝土应变、深梁挠度及纵筋应变的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维体积掺量为0.11%时可使试件裂后变形能力得到很大改善,其混凝土弯拉应变超过2000με,屈服荷载提高30%～50%,受弯过程具备明显的纤维强化阶段,聚丙烯纤维的强化作用在纵筋屈服后充分发挥,极限受弯承载力提高58%。当聚丙烯纤维掺量为0.055%或0.165%时,对高性能混凝土深梁的受弯性能影响不明显。本文提出了钢筋聚丙烯纤维混凝土深梁的正截面受弯承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好。     

低掺量S-P混杂纤维增强增韧的作用研究

研究并讨论了钢纤维与聚丙烯纤维混杂对高性能混凝土力学性能的影响。研究结果表明,在较低掺量下(总体积率0.9％),混杂纤维混凝土的抗压、抗拉强度、断裂性能和抗弯韧性得到了较显著的提高,使混凝土的破坏具有预征兆性,并在混凝土材料初裂后呈现优越的应变硬化行为,体现了两者的混杂效应。     

集束型玻璃纤维混凝土轴拉、弯曲和断裂性能

为掌握不同掺率耐碱集束型玻璃纤维混凝土的力学韧性,本文对不同体积掺率的耐碱集束型玻璃纤维混凝土和钢纤维及粗聚烯烃纤维混凝土进行了轴拉、四点弯曲韧性和三点切口梁断裂试验。分析了纤维掺率对耐碱集束型玻璃纤维混凝土力学性能的影响规律,并和同体积掺率的钢纤维和粗聚烯烃纤维混凝土进行了比较。试验表明:耐碱集束型玻璃纤维混凝土轴拉性能优于同体积掺率的粗聚烯烃纤维混凝土,轴拉强度和极限拉应变均略高于同体积掺率的钢纤维混凝土;耐碱集束型玻璃纤维体积掺率为0. 75%时,弯曲韧性值和峰值强度比素混凝土分别提高了191. 73%和11. 47%,断裂韧度和断裂能比素混凝土分别提高了28. 16%和268. 69%,该掺率下耐碱集束型玻璃纤维混凝土弯曲韧性指标和断裂力学指标增幅较大。     

钢/聚丙烯混杂纤维对HPC深梁受弯性能的影响

为研究钢纤维和聚丙烯纤维对高性能混凝土(HPC)深梁受弯性能的影响,对17根含有不同钢纤维(体积掺量≤1%)和聚丙烯纤维(体积掺量≤0.2%)以及不同纵筋配筋率的HPC简支深梁进行4点受弯性能试验.结果显示:单一纤维或混杂纤维增强HPC深梁的初裂荷载提高了10%～40%;混杂纤维增强HPC适筋深梁的纵筋屈服荷载提高50%～150%,极限受弯承载力提高1～2倍,但无筋的混杂纤维HPC深梁承载力很小,破坏为剪切脆性破坏.试验结果表明:混杂纤维可以极大提高HPC深梁的受弯承载力,但混杂纤维的作用不能代替纵向钢筋的作用;可采用复合材料强度叠加原理及剩余弯曲强度理论来探讨混杂纤维增强HPC深梁的极限受弯承载力计算公式.     

掺加不同纤维的活性粉末混凝土抗拉强度研究

RPC被广泛应用于国内外各类大型复杂工程.为进一步提高RPC抗拉力学性能,通过试验探讨不同养护方式下不同纤维种类对RPC抗拉强度的影响.具体纤维种类包括钢纤维、聚丙烯纤维及碳纤维,养护方式包含标准养护、蒸汽养护及热水养护.结果表明,钢纤维对提高RPC抗拉强度最为显著,同时钢纤维的掺加对改善RPC脆性破坏有一定效果.0%~1.5%掺量的碳纤维可以提高RPC抗压强度,但效果不及钢纤维.当碳纤维掺量高于1.5%时,RPC抗拉强度随着碳纤维掺量的增大而降低.聚丙烯纤维对RPC抗拉强度影响相对较小,0%~0.1%掺量的聚丙烯纤维可以使得RPC抗拉强度有微小提升,当掺量为0.1%~0.4%时,RPC抗拉强度随着聚丙烯纤维掺量的增加而减小.     

混杂纤维混凝土抗压和抗拉性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的抗压、抗拉性能和增强机理,制备和易性良好、可以泵送施工的素混凝土(PC)、聚丙烯纤维混凝土(PFRC)、钢纤维混凝土(SFRC)和混杂纤维混凝土(HFRC),对设计强度为C50的4种材料进行立方体抗压和劈裂抗拉试验。结果表明:HFRC的立方体抗压强度分别比PC、PFRC和SFRC的增加6.5%、10.9%和1.8%。HFRC的劈裂抗拉强度分别比PC、PFRC和SFRC的增加12.59%、7.04%和1.56%。可见,混杂纤维对立方体抗压强度和劈裂抗拉强度增长效果显著。PC和PFRC在试验中均发生脆性破坏,而SFRC和HFRC均发生延性破坏。通过对比4种材料的抗压和抗拉性能,可为混杂纤维的增强机理研究提供基础。     

混杂纤维高性能混凝土深梁斜截面抗裂度计算方法

为研究混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁的斜截面抗裂度,采用正交试验法设计了18组混杂纤维高性能混凝土深梁试件和2组未掺纤维的普通高性能混凝土深梁对比试件.通过静载作用下的受剪试验,探讨了钢纤维的特征参数(类型、体积率、长径比)、聚丙烯纤维体积率、水平分布钢筋配筋率及竖向分布钢筋配筋率等6个因素对高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的影响,通过正交试验的直观分析法比较了各个因素对斜截面抗裂度的影响顺序.试验结果表明:掺入适量的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)后,无腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达34.9%,有腹筋高性能混凝土深梁斜截面抗裂度提高幅度可达83.8%.基于现行规范提出了与钢纤维部分增强钢筋混凝土深梁相衔接的混杂纤维(钢纤维/聚丙烯纤维)高性能混凝土深梁斜截面抗裂度的计算公式,可为工程设计提供参考.     

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。