硅灰与超塑化剂对钢纤维与水泥基体界面的影响

用两端带弯钩的钢纤维制作钢纤维增右混凝土梁形试件，研究了用硅灰代替不同量的普通硅酸盐水泥并通过掺加超塑化剂以降低混凝土的水灰比，发现当用硅灰代替10％水泥并同时使水灰比由0.5降至0.37，可使钢纤维增强混凝土小梁的抗弯极限强度与韧性分别提高了70％和63％。拔出试验结果表明，拔硅灰并同时掺塑化剂以降低水灰比有助于提高钢纤维与水泥砂浆的界面粘结强度。对钢与水泥基体界面区微观结构的研究结果表明，掺硅灰与降低水灰比可减少CH晶体在界面区的富集并消弱其取向性，增加C－S－H凝胶的含量并使界面区的孔结构得以明显改善，钢纤维增强混土的宏观力学性能与纤维－－水泥基体的界,在区微结构密切相关。     

用异形钢纤维与硅灰配制高强度高韧性混凝土

随着混凝土强度的提高,其韧性会明显下降,对于高强与超高强混凝土而言,如何降低其脆性,提高其韧性乃是一个重要的技术关键。国内、外的研究工作表明,掺加纤维是改善混凝土韧性的有效措施之一。在多种纤维材料中,以钢纤维的使用为最方便,不必改变混凝土的拌制工艺与设备,即可使一定量的钢纤维较均匀地掺入混凝土中,并可采用一般的捣实工艺。为充分发挥钢纤维在混凝土中的增强与增韧作用,应设法改善纤维与混凝土基材的界面粘结。由于增加纤维长度与直径的比值(俗称长径比),会引起拌制上的困难,纤维往往会在拌制过程中互相缠结,因而严重削弱了纤维的增强作用。为此国内、外均十分重视异形钢纤维的研制与开发,试图改变钢纤维的外形以期改善纤维与混凝土的粘结。改善钢纤维与混凝土界面粘结的另一技术途径为掺加适量的硅灰。国外研究表明,掺加硅灰可在减少单位水泥耗量的情况下制得高强度的钢纤维混凝土。国内研究表明,掺加硅灰有助于改善钢纤维与水泥基材的界面层,减少氢氧化钙在界面的富集并削弱其取向性,因而可相应地提高钢纤维增强水泥复合材料的力学性能。试验得知,当硅粉掺量为5～10％时,对提高钢纤维与水泥砂浆的粘结强度有明显的效果。本文的研究目的为在选用合宜的异形钢纤维的基础上,选定硅灰的最宜掺量(用内掺法),以配制高强度、高韧性的纤维混凝土。     

硅灰和SBL对钢纤维砂浆结构和强度的影响

采用硅灰增强和丁苯乳液增强2种方式对钢纤维-水泥基体界面过渡区进行增强,以改善钢纤维砂浆的微观结构和力学性能.测试了硅灰、丁苯乳液增强钢纤维砂浆3,28,90 d龄期的抗压、抗折强度.同时,以微观图像和理论分析研究了不同增强方式下钢纤维、水泥基体的受力与破坏特点.根据测试与分析结果,提出了刚性、柔性增强钢纤维-水泥基体界面过渡区的概念,认为硅灰刚性增强钢纤维-水泥基体界面,而丁苯乳液则柔性增强钢纤维-水泥基体界面.刚性增强界面增加了钢纤维桥接作用失效的几率;而柔性增强界面则不存在纤维失效问题,从本质上揭示了不同增强方式对钢纤维砂浆长期力学性能作用的差异性.     

硅灰对钢纤维混凝土力学性能及结构特征的影响

在混凝土基准配合比相同的情况下,掺入体积掺量为0~1.2%的钢纤维以及取代水泥质量为0~12%的硅灰,测试了标准养护28d钢纤维硅灰混凝土的抗压、抗折及劈裂强度,并通过氮吸附实验测试得到了混凝土孔结构特征参数,分析了硅灰对钢纤维混凝土力学性能及孔结构特征的影响。结果表明,对于钢纤维混凝土,随着硅灰的掺入,其抗压、抗折及劈裂强度显著提高,且硅灰掺量越高,提高幅度越大。在测试与分析的基础上,建立了混凝土28d抗折强度与钢纤维、硅灰掺量之间的定量关系,并预测了硅灰和钢纤维对混凝土28d抗折强度的影响趋势。     

丁苯乳液对钢纤维混凝土抗冻性及微观结构的影响

研究了丁苯乳液对钢纤维混凝土抗冻性及微观结构的影响。结果表明:丁苯乳液能减少钢纤维混凝土冻融过程中的质量损失,降低相对动弹性模量的下降速度,不仅提高了钢纤维混凝土冻融前的抗折强度,同时对150次冻融循环后的抗折强度损失有较强的抑制作用;丁苯乳液能够改善孔隙结构及钢纤维与基体界面区形貌,避免薄弱面的产生,增强基体与钢纤维的粘结性,从而提高抗冻性。     

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...     

超高性能纤维增强混凝土初步研究

去除普通混凝土中的粗骨料以提高匀质性,同时在水泥基体中复合使用粉煤灰、硅粉和高效减水剂,并掺加微细钢纤维以增强韧性和延性,可以获得超高性能的水泥基纤维增强材料。试验结果表明,以水胶比为０．１６,配制出流动性良好的混凝土,达到抗压强度２３０ＭＰａ、抗折强度５０ＭＰａ。     

微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆的基本力学性能

为发挥磷酸镁水泥快硬早强、高粘结特性和微细钢纤维优异的增强增韧作用,配制了微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆,研究了龄期、砂灰比、水灰比、纤维掺量及缓凝剂类型对磷酸镁水泥砂浆抗压、抗折强度及折压比的影响,并探索了微细钢纤维对不同水泥类型砂浆的增强效果。结果发现:微细钢纤维磷酸镁水泥砂浆早强特性显著;磷酸镁水泥水化物与钢纤维粘结性能突出,微细钢纤维对磷酸镁水泥基体的增强增韧效果优于对普通硅酸盐和硫铝酸盐水泥的效果,随纤维掺量增加,抗压和抗折强度显著提高,折压比逐渐增大;相对硼砂缓凝剂,掺量合适的复合缓凝剂可改善磷酸镁水泥基体与钢纤维界面,使钢纤维增韧效果更突出。     

复掺偏高岭土和硅灰对聚苯乙烯泡沫混凝土力学性能的影响研究

为研究不同掺量的偏高岭土和硅灰对聚苯乙烯泡沫(EPS)混凝土物理力学性能的影响,以不同掺量的偏高岭土和硅灰作为辅助胶凝材料,分别以0%、5%、10%和15%的掺量代替部分水泥,制备了16组不同配合比的EPS混凝土试件,对其吸水率、抗压强度、抗折强度以及劈裂抗拉强度进行了测量。结果表明：一定量的硅灰和偏高岭土的掺入能降低EPS混凝土的吸水率,并能提高其抗压、抗折和劈裂抗拉强度,但当掺量过高时,又会使吸水率增加,强度下降,且二者掺量均为10%时,EPS混凝土的吸水率最低且力学性能最优;虽然偏高岭土的颗粒尺寸大于硅灰,但其“火山灰效应”更强,因而对EPS混凝土力学性能的提高优于硅灰;偏高岭土的硅灰可以改善EPS颗粒与胶凝基体的黏结作用。     

高强砼与钢纤维高强砼冲击和疲劳特性及其机理的研究

本文主要采用了颗粒型与纤维型材料双重复合技术,配置了四个系列的高强和钢纤维高强混凝土.研究了在重复荷载作用下,它们的冲击、疲劳特性及其抑制损伤的机理.实验结果充分表明,因颗粒型材料硅灰的掺入,调整与改善了集料-基体、纤维-基体间界面区和整体的性状与结构,减少与缩小了裂缝源的数目、尺度,消除了界面区的薄弱,使界面粘结强度提高、界面效应范围增大,集料-基体和纤维-基体双重空间叠加效应增强,从而提高了抗冲击与耐疲劳能力;因钢纤维的掺入,在高强砼结构形成与破坏过程中,有效地抑制了裂缝的引发与扩展,缓和了裂缝尖端应力集中程度,推迟了冲击和疲劳损伤过程,使用寿命明显提高;当钢纤维与硅灰复合掺入高强砼中,两种材料各施其长、相互促进,产生优异的双重复合效应,更大幅度地提高了高强砼抗冲击与耐疲劳能力.     

Investigations into the relationship between deflection and crack mouth opening displacement of SFRC beam

Currently there are only few research results for predicting the relationship between deflection and the crack mouth opening displacement (CMOD) of steel fibre reinforced concrete (SFRC) beams. A series of bending beam tests on SFRC, with different fibre contents and fibre types have been carried out. Based on the experimental results a model for predicting the relation between the deflection and CMOD of SFRC has been established. This model relies on the load–deflection relation and the load–CMOD relation of bending beam. A well agreement has been found between the suggested mode and the test results of other research. The results of this mode indicate that the load–deflection diagram is very similar to that of the load–CMOD diagram, and there is a linear relation between the mid-span deflection and CMOD of SFRC.     

钢纤维高强混凝土轴拉性能试验研究

完成了22组共110个钢纤维高强混凝土试件的轴拉试验。分析研究了钢纤维高强混凝土的轴拉强度和劈拉强度的关系,钢纤维高强混凝土轴拉性能随钢纤维体积掺量、基体强度及钢纤维类型的变化规律。给出了钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变全曲线的数学模型,根据试验数据的回归分析确定了曲线相关的参数。研究成果对钢纤维高强混凝土在结构中的应用提供了依据。     

Experimental and numerical analysis on effect of fibre aspect ratio on mechanical properties of SRFC

Based on experimental results, this paper firstly evaluates the effect of fibre aspect ratio (length-to-diameter) on mechanical characteristics of steel fibre reinforced concrete (SFRC). Analysis reveals that the aspect ratio has an optimal value for strengths in every concrete batch. Beyond this value, the addition of steel fibres into concrete may have an effect of increasing the ductility rather than the strengths. Subsequently, crater and perforation in two SFRC targets by a steel projectile are numerically simulated based on erosion algorithm. The effective stress and effective plastic strain are tabulated to model the softening behavior due to post-yield damage. Numerical results show that the hydrodynamic model is able to describe the responses of SFRC under impact loading. Besides, higher aspect ratio of fibres can absorb more energy, causing smaller craters in SFRC target and lower residual velocity of the projectile.     

钢筋与钢纤维混凝土的黏结滑移性能及其关系模型

基于内贴应变片的钢筋与钢纤维混凝土局部黏结试件的拉拔试验,研究钢筋与不同强度钢纤维混凝土的黏结性能。通过对实测钢筋应变的分析,建立了以三次多项式表达的黏结应力分布函数,得到了各级荷载作用下钢筋与钢纤维混凝土黏结应力和相对滑移沿黏结区段的分布,进一步分析了钢纤维和混凝土强度对黏结性能的影响。结果表明,随钢纤维的体积率和混凝土强度的增大,黏结试件加载端附近的黏结应力提高,黏结应力极值总体向加载端靠拢;同时,加载端与自由端的滑移减小。最后,提出了能够较好反映钢筋与钢纤维混凝土受力过程的黏结-滑移关系模型。     

钢纤维混凝土碳化性能的研究

钢纤维混凝土(SFRC)是一种以混凝土为基体的新型复合材料,其抗碳化性能优于普通混凝土.通过改变钢纤维掺量和碳化龄期,对钢纤维混凝土的碳化性能进行了试验研究,得出了钢纤维对混凝土抗碳化性能的增强机理,以及钢纤维体积掺量、混凝土强度、二氧化碳浓度和碳化龄期对混凝土碳化深度的影响,并提出了钢纤维混凝土碳化深度的计算公式.     

纤维种类对钢纤维增强聚合物混凝土力学与变形性能的影响研究

以羧基丁苯聚合物改性混凝土(聚合物掺量8%)为基体,分别加入体积掺量1%、2%、3%的波浪、盾铃、渡铜钢丝型钢纤维进行对比试验。试验结果表明,三种钢纤维增强聚合物混凝土中,渡铜钢丝型钢纤维聚合物混凝土具有最好的力学性能,但呈脆性破坏;盾铃型钢纤维聚合物混凝土具有最优的施工和易性与耗能性能;波浪型钢纤维增强效果相对较弱。纤维的数量、密度、外形特征、外表的光滑程度、最佳掺量等对钢纤维增强聚合物混凝土的力学性能、耗能效果、破坏形式有较明显的影响。     

用巴塞罗那试验法分析混凝土中钢纤维的分布规律

为研究混凝土基体中钢纤维的空间分布情况,利用巴塞罗那(BCN)试验所推荐的局部受压法对钢纤维掺量分别为20,35,50kg/m~3的混凝土立方体试件在局部受压时的开裂后韧性进行了测试;根据钢纤维混凝土试件在不同方向上局部受压的荷载-位移全曲线,对钢纤维在试件中的分布情况进行了分析及预测,并与利用电磁感应法测得的钢纤维空间分布情况进行了对比.研究表明:在BCN立方体局部受压试验中,混凝土的开裂后韧性随着钢纤维掺量的增加而显著提高;测试方向不同时,钢纤维掺量相同的混凝土立方体试件中纤维限制裂缝扩展的作用不同,从而表现出不同的力学性能,进而可以预测不同方向上的纤维分布情况;采用BCN试验与采用电磁感应法所测得的纤维分布规律相近.     

钢纤维混凝土弯压构件承载力试验与理论分析

在混凝土中加入钢纤维可以提高混凝土的抗拉强度和增强抗裂性,增强的幅度取决于钢纤维的掺入率、纤维分布的均匀性和纤维与混凝土的粘结。对ZH -0 6型钢纤维混凝土进行了纤维混凝土纯弯、压弯构件抵抗能力机制研究,包括8件短柱的试验和极限承载力的理论公式(基于纤维间距理论) ,并利用试验数据初步验证了所导出的理论公式的有效性。     

配筋钢纤维砼板抗冲切性能的试验研究（下）

配筋钢纤维砼板抗冲切性能的试验研究（下）安玉杰，赵国藩，黄承逵（大连理工大学）四、钢纤维检板受冲切承载力计算方法以往的研究者基本上将配筋钢纤维砼板受冲切承载力Ｆｆｃ看成是钢筋砼板受冲切承载力Ｆｃ与钢纤维承担的作用力Ｆｆ之和［１］［３］，即式中─—钢纤...     

钢纤维钢筋混凝土梁抗剪性能的研究

本文在41根集中荷载和均布荷载作用下钢纤维钢筋混凝土梁抗剪试验的基础上,全面深入地讨论了钢纤维钢筋混凝土梁的抗剪性能和机理,建立了钢纤维钢筋混凝土梁的设计、计算方法,为编制《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》提供了依据。