冻融后钢纤维混凝土力学性能的试验研究

通过钢纤维混凝土冻融循环试验,分析了冻融循环次数、混凝土强度等级、钢纤维体积率等因素对钢纤维混凝土冻融后抗压强度、劈拉强度、抗折强度的影响,探讨了钢纤维对混凝土的增强机理.试验结果表明,钢纤维的加入对冻融循环后混凝土的抗压强度影响较小;当冻融循环次数较少时,钢纤维对劈拉强度和抗折强度的增加作用比较明显,而当冻融次数较大且钢纤维体积率较高(2%)时,钢纤维对混凝土的劈拉强度和抗折强度反而具有一定的负面影响;钢纤维混凝土强度等级的提高对改善钢纤维混凝土的抗冻性能较为有效.     

钢纤维混凝土抗冻性能试验研究

为了研究钢纤维混凝土的抗冻性能,采用快冻法进行了0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%五种不同钢纤维掺量的混凝土在水中和3.5%氯化钠溶液中冻融试验。通过分析冻融循环次数和钢纤维体积率对钢纤维混凝土冻融后质量损失、劈裂强度损失和相对动弹性模量变化的影响,分析了冻融环境下钢纤维对混凝土的增强机理。并且用压汞法和SEM从微观上研究了钢纤维混凝土的孔径分布特征,讨论了微观结构对其抗冻性能的影响。研究表明,在冻融循环作用下掺入适量的钢纤维能够减小混凝土内部的孔隙率、增加密实度,有效阻止混凝土内部微裂缝的产生与发展,提高混凝土的抗冻性能。钢纤维掺量对混凝土抗冻性影响显著,掺量为1.5%时,钢纤维对混凝土抗冻性能改善效果最好。     

钢纤维改性橡胶混凝土性能试验研究

在5%、10%、15%、20%橡胶掺量的橡胶混凝土中外掺1.0%体积率的钢纤维,通过立方体劈裂抗拉试验、棱柱体抗折试验,研究了钢纤维橡胶混凝土的力学性能。实验结果表明:橡胶混凝土立方体劈裂抗拉强度和棱柱体抗折强度随橡胶颗粒掺量的增加而明显下降,掺入钢纤维后的钢纤维橡胶混凝土劈裂抗拉强度先降低后提高,棱柱体抗折强度均明显提高,韧性均显著提高。     

钢纤维混凝土冻融和碳化后力学性能试验研究

通过对混凝土试件进行室内快速冻融和碳化试验,测试并分析了混凝土试件在冻融循环和碳化作用后的基本力学指标,探讨了钢纤维体积率、混凝土强度等级、冻融循环次数及碳化龄期对混凝土基本力学性能的影响.试验结果表明:冻融循环损伤了混凝土的力学性能,强度较低混凝土力学性能的损伤较强度较高为严重;碳化对混凝土的密实性有加强作用,并会提高其相对抗压、劈拉强度.适量的钢纤维掺量和较小的水灰比改善了混凝土微观结构,抑制了混凝土的冻融速度,提高了混凝土的抗裂性能和抗碳化性能.     

聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土性能影响

试验研究了聚丙烯纤维对桥面铺装轻骨料混凝土工作性能和强度的影响,探讨了对轻骨料预湿、掺入聚丙烯纤维及钢纤维与开裂时间、开裂面积、裂缝数量的关系.结果表明:聚丙烯纤维的掺入降低了轻骨料混凝土的流动性,当聚丙烯纤维掺量为1.2 kg/m3时,混凝土初始坍落度和扩展度仅为未掺聚丙烯纤维混凝土的69%和64%,当聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m3时,混凝土分层度较小;聚丙烯纤维在轻骨料混凝土中存在一个最佳掺量,当聚丙烯掺量为0.6 kg/m3时,混凝土28 d抗压强度变化不大,28 d抗折强度有一定提高.抗裂试验表明:对轻集料进行预湿处理和掺入纤维可以阻止和延缓混凝土早期塑性收缩产生的裂缝,提高混凝土的早期抗裂性能.     

桥梁伸缩装置锚固区混杂纤维混凝土力学性能及抗冻性试验研究

为了延长桥梁伸缩装置锚固区混凝土的使用寿命,减少维修次数,本文通过试验研究了混杂纤维混凝土早期力学性能及抗冻性。首先分析了混杂纤维混凝土的混杂机理;随后制作了38组混杂纤维混凝土试件,试验中2种纤维按照不同的体积掺量掺入混凝土中,并进行了抗压强度、抗折强度和抗冻性试验;最后,计算了混杂效应,确定了最优的纤维体积掺量。结果表明:钢纤维体积掺量为1.5%与聚乙烯醇纤维体积掺量为0.12%时,混杂纤维混凝土表现出较好的效果,1 d和3 d立方体抗压强度提高了30.9%和31.7%,1 d和3 d抗折强度提高了81.4%和65.5%,50次冻融循环后强度损失率为2.5%,质量损失率为0.6%。本文的研究结果可用于公路桥梁伸缩装置新建工程和维修更换中,有较强的工程应用价值。     

玻璃纤维掺量对混凝土流动性及力学性能的影响

为探究玻璃纤维掺量对混凝土流动性及力学性能的影响,在混凝土中分别掺入不同掺量的普通玻璃纤维、耐碱玻璃纤维,测定了玻璃纤维混凝土的流动性、抗压强度、抗折强度。结果表明:混凝土的流动性随着玻璃纤维掺量的增加而逐渐降低。玻璃纤维改善了混凝土的抗压与抗折破坏形态,提升了混凝土的抗压强度和抗折强度,当耐碱玻璃纤维掺量为9kg/m~3时,混凝土的抗压强度提升了23.5%。当耐碱玻璃纤维掺量为6kg/m3时,混凝土抗折强度提升了43.9%。     

掺钢渣活性粉末混凝土的制备及其变形性能

进行了掺钢渣粉活性粉末混凝土配合比的正交设计试验,研究了钢纤维掺量与养护条件对掺钢渣RPC强度和体积变形的影响.结果表明:掺入总量为48%的钢渣粉、超细粉煤灰和硅灰,并以细河砂代替石英砂,同时掺入适量钢纤维,在0.18水胶比下制备了掺钢渣活性粉末混凝土(RPC200).经90℃热水养护72 h后,其抗压和抗折强度分别达152 MPa和27.9 MPa;钢纤维或热养护均有利于提高掺钢渣RPC的强度,且掺入钢纤维还能有效降低掺钢渣RPC的收缩率.     

冻融环境下钢筋与粉煤灰混凝土的粘结性能

通过对内贴应变片钢筋的直接拔出试验,分析冻融作用下粉煤灰掺量对钢筋与粉煤灰混凝土间粘结性能的影响,得出冻融循环作用对钢筋与粉煤灰混凝土之间粘结性能的影响规律。试验结果表明：钢筋与粉煤灰混凝土的粘结强度随粉煤灰掺量的增加而降低;当粉煤灰掺量一定时,随着冻融循环次数的增加,混凝土强度有所下降,钢筋与粉煤灰混凝土间极限粘结强度降低;当粉煤灰掺量较大,达到40%时,随冻融次数的增加,钢筋粉煤灰混凝土试件极限粘结强度的下降幅度明显减缓,极限粘结强度对应的滑移量增大。表明掺入较多粉煤灰可使试件的冻融损伤现象得到缓解,冻融环境下钢筋混凝土的粘结性能得到提高。     

双掺钢纤维和聚乙烯纤维的水泥基复合材料的抗折性能

采用钢纤维和聚乙烯纤维(PE)双掺的方式制备了一种高韧性水泥基复合材料(UHTCC),在PE纤维固定掺量取1%时,通过三点抗折试验,研究了不同钢纤维长度(6 mm、10 mm、13 mm)和不同掺量(0、0.3%、0.6%、0.9%)对UHTCC抗折性能的影响,同时对UHTCC的强度增强机理进行了分析。结果表明：相较于单掺PE纤维的试件,钢纤维的掺入能够显著提高试件的抗折强度。UHTCC试件的破坏形态为延性破坏,且随着钢纤维长度和掺量的增加,裂缝数量和分布范围逐渐增大;相较于短纤维,长钢纤维对UHTCC的增强效应更优;UHTCC的抗折性能随钢纤维掺量的增加而提高,6 mm钢纤维试件在掺量为0.9%时抗折性能最优;10mm钢纤维试件的抗折性能在掺量为0.6%时达到峰值;13 mm钢纤维试件抗折强度随掺量增加而提高,但挠度变形减小。     

剑麻纤维和玻璃粉对混凝土力学性能的影响

通过混凝土抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度试验,研究不同掺量的玻璃粉(5%、10%、15%、20%)替代水泥及复掺不同掺量的剑麻纤维(0、1.5 kg/m³、3.0 kg/m³、4.5 kg/m³)对混凝土力学性能的影响,分析得出最佳的玻璃粉和剑麻纤维掺量。试验结果表明：玻璃粉和剑麻纤维协同使用对混凝土的抗压强度影响较小,当玻璃粉的掺量为10%～15%,剑麻纤维的掺量为1.5 kg/m³时可以显著提高混凝土的抗折强度及劈裂抗拉强度,掺入玻璃粉在一定程度上可降低混凝土的力学性能,而掺入适量的剑麻纤维则可以改善玻璃粉混凝土的力学性能。     

定向排布钢纤维UHPC的弯折、拉伸强度及其微观结构

采用自制的特殊成型装置,以不同体积掺量的钢纤维制备定向钢纤维排布的超高性能混凝土(UHPC)试样(D),并与乱向钢纤维分布试样(L)对比分析了力学性能和微观结构。结果显示,随钢纤维掺量的增加,L的抗压强度先大幅度增加后趋于稳定,抗折强度则不断增加,而D的抗压与抗折强度均持续增大;D的抗压强度在钢纤维掺量小于1.5%之前都低于L的,但当钢纤维掺量增大到1.8%时则反超;D在各钢纤维掺量下的抗折强度都高于L的;L的粘结拉伸强度在钢纤维掺量增加到1.5%后不再提高,而D则随钢纤维在各钢纤维掺量下的拉伸强度值均显著高于L的,并且测试结果更加稳定可靠,两种试样粘结拉伸强度与掺量都呈现较高的线性正相关关系;D中的孔隙率较小且与钢纤维掺量无关,而L中明显存在更多、更大的孔洞,孔隙率随钢纤维掺量的提高分别比同钢纤维掺量D的增加3～10倍,同时,D在断裂面上露出的钢纤维长度明显比L的更长,这是导致定向分布钢纤维大幅度增韧UHPC的原因。     

基于装配式建筑设计超高性能混凝土(UHPC)试验研究

：本文探究强度在150 MPa 以上的装配式墙体材料超高性能混凝土(简称UHPC),分析常用矿物掺合料 和钢纤维等对UHPC 流动性及强度发展的影响,通过原材料优化选择、正交试验设计,寻求最佳配合比。结果 表明钢纤维掺量对UHPC 强度性能影响较大,随着钢纤维掺量的增加,硬化UHPC 的抗折、抗压强度都有显 著提升;在UHPC 新拌物流动性方面减水剂掺量起到重要作用;当硅灰掺量25%、石英粉掺量15%、水胶比 0.18 时,即可获得试验所需的抗压强度大于150 MPa、扩展度大于180 mm 的超高性能混凝土。     

粉煤灰和聚丙烯纤维制备高强度砼的力学性能

为研究粉煤灰和聚丙烯纤维掺量对混凝土抗压、抗折强度的影响,掺入为胶凝材料质量分数0、10%、20%的粉煤灰和0、0.23%、0.45%的聚丙烯纤维制备混凝土试件,并进行抗折、抗压试验。试验结果表明：聚丙烯纤维质量分数为0时,混凝土抗压强度随粉煤灰质量分数的增加而提高;聚丙烯纤维质量分数为0.23%和0.45%时,混凝土抗压强度随粉煤灰质量分数的增加而先提高后降低;同时掺入粉煤灰和聚丙烯纤维时,随着两种材料掺量的增加,混凝土的抗折强度均呈先提高后降低趋势;当粉煤灰质量分数为10%、聚丙烯纤维质量分数为0.23%时,混凝土试件抗压强度和抗折强度分别为42.5、7.2 MPa。     

强碱溶液环境下混凝土力学性能试验研究

通过强碱溶液浸泡环境下普通混凝土和钢纤维混凝土的抗压、抗折强度试验,对比分析了耐碱剂的掺入对普通混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度、抗压强度腐蚀系数、抗折强度腐蚀系数的影响.结果表明,浸泡时间较短时,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均有一定的增强作用,但随着浸泡周期的延长,强碱溶液对普通混凝土和钢纤维混凝土均产生一定程度的腐蚀劣化;耐碱剂的加入可以提高普通混凝土和钢纤维混凝土抵抗强碱溶液腐蚀的能力,且掺加耐碱剂的钢纤维混凝土具有较强的抵抗强碱溶液腐蚀的能力.     

钢纤维直径及组合对UHPC性能的影响

通过选用4种直径的平直型镀铜微丝钢纤维,设计并制备了22组常温养护型超高性能混凝土(UHPC)试验,研究了镀铜微丝钢纤维不同直径、直径组合及掺量对UHPC流动度、抗压强度、抗折强度、抗拉强度的影响.结果表明:各直径钢纤维掺量不超过1.0%时,对UHPC流动度基本无影响,随着掺量增加,流动度呈下降趋势,抗压强度、抗折强度、抗拉强度都呈增长趋势;掺量达到2.0%后,增长趋势放缓,放缓幅度与钢纤维直径成反比;大直径与小直径钢纤维组合能提高UHPC的流动度及抗压强度,缩小抗压强度标准差;刚度较大的大直径钢纤维更利于UHPC抗折强度的提高,而小直径的钢纤维因其具有更大的黏结比表面积,更利于抗拉强度的提高.     

低掺量钢纤维对UHPC性能的影响

为了研究低掺量钢纤维对超高性能混凝土(UHPC)性能的影响,测试了试件的流动度、抗压强度和抗折强度,对比分析了不同类型低掺量钢纤维对UHPC力学性能的影响。端钩型钢纤维和圆直型钢纤维均能提高UHPC的流动度,端钩型钢纤维效果更好,最大流动度达到245 mm,提高了4.7%。当掺量为1%时,抗压强度达到168.2 MPa,提升了31.4%;抗折强度达到35.2 MPa,提升了30.4%。     

冻融作用下聚丙烯纤维混凝土力学性能

为了研究聚丙烯纤维混凝土抗冻性能,进行了聚丙烯纤维混凝土冻融试验。结果表明,随冻融循环次数的增加,聚丙烯纤维混凝土损伤不断累积,相对动弹模、抗压强度、抗折强度不断下降;掺入一定量聚丙烯纤维,能有效减缓相对动弹模的损失,有效提高抗折强度,但对于抗压强度的影响并不显著。在试验数据的基础上,分析纤维混凝土冻融力学性能衰减规律,建立了冻融循环作用下聚丙烯纤维混凝土抗压强度、抗折强度衰减模型。     

玄武岩-PVA混杂纤维混凝土力学性能研究

采用4种掺量的玄武岩纤维(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%)和聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)纤维(0.10%、0.20%、0.30%、0.40%),通过单掺及正交混杂增强C60基准混凝土实验,研究玄武岩纤维、PVA纤维、混杂纤维的组成和掺量对基准混凝土流动性和力学性能的影响。结果表明:纤维单掺和混杂掺入的混凝土坍落度都随着纤维总掺量的增加而降低;玄武岩纤维、PVA纤维和混杂纤维虽不能显著提高混凝土的抗压性能,但可以明显改善其抗折强度,混杂纤维对混凝土抗折性能的增强作用尤为明显;PVA纤维相比玄武岩纤维在混杂纤维混凝土抗折强度上表现出更好的增强作用;当0.1%玄武岩纤维和0.2%PVA纤维混杂时,混杂纤维增强混凝土的抗折强度最高,较基准混凝土的抗折强度提高了29.1%。     

不同纤维类型及尺寸对UHPC力学性能的影响

为研究不同类型纤维及不同试件尺寸对UHPC的力学性能的影响,分别在UHPC中掺入钢纤维及聚乙烯醇纤维(PVA),并进行抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度及四点弯曲性能试验。研究结果表明,在不同纤维体积掺量下,钢纤维及聚乙烯醇纤维UHPC抗压和抗折强度的尺寸效应十分明显;掺入钢纤维的UHPC抗压及抗拉强度改善效果均优于掺入聚乙烯醇纤维;钢纤维和聚乙烯醇纤维都可提高UHPC的劈裂抗拉强度和拉压比;钢纤维和聚乙烯醇纤维均可明显改善UHPC的弯曲韧性。