钢纤维高强与超高强混凝土的性能与工程应用

现代建筑要求全新、性能卓越的建筑材料,要求开发轻质而高强的材料,并具有良好的塑性和韧性,钢纤维高强和超高强混凝土的出现正满足了以上要求.文章主要介绍钢纤维高强和超高强混凝土的发展前景及国内外对其本构模型、性能的最新研究成果,并从降低工程造价,拓宽工程应用范围等方面,进一步探讨钢纤维高强和超高强混凝土在建筑工程领域的应用.     

基于修正压力场理论的超高性能钢纤维混凝土柱抗剪承载力

为了分析超高性能钢纤维混凝土柱抗剪性能,基于修正压力场理论提出了柱子抗剪承载力计算模型.该模型通过柱端部截面中心正应变来考虑轴力和弯矩对抗剪承载力的影响,通过关键参数混凝土主压应变与主压应力间的角度和平均正应变来反映剪跨比、轴力以及配箍率对柱抗剪承载力的影响.结果表明:对剪跨比为1:5-2:0的柱子,该模型剪力计算值与试验值吻合良好.     

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。     

钢纤维混凝土抗拉性能的试验研究

本文首先讨论了影响劈拉试验的因素和劈拉试验对钢纤维混凝土的适用性,在此基础上,通过试验研究和理论分析,研究钢纤维混凝土抗拉性能与纤维体积率、长径比的关系,给出钢纤维混凝土抗拉强度的计算公式。     

国内外钢纤维混凝土受力性能研究述评

国内外的试验研究表明,钢纤维的长细比、品种、掺量是影响钢纤维混凝土受力性能的主要因素.综述了国内外钢纤维混凝土研究的现状和发展动态,介绍了钢纤维混凝土的增强机理.在混凝土中掺入适量的钢纤维,可以显著地提高混凝土的抗裂性能和抗冲击性能及耐疲劳性能,具有广阔的推广应用前景.对钢纤维混凝土的发展趋势进行了展望.     

钢纤维超高强混凝土的力学性能试验

为了配制出强度高、韧性好、抗冲击性能良好的超高强混凝土,对钢纤维掺入体积率(V_f)为0~3%、基体强度为110 MPa以上的钢纤维超高强混凝土(SFRVHSC)进行立方体抗压、轴向抗压、劈裂抗拉、抗折强度和弹性模量等性能的测试,并对钢纤维超高强混凝土弯曲韧性进行了试验研究.结果表明,SFRVHSC抗压强度随V_f(0~3%)的增加有一定的增长,弹性模量随着材料抗压强度的提高略有增加;钢纤维对SFRVHSC的劈裂抗拉、抗折强度有显著的增强作用.SFRVHSC表现出优异的韧性,弯曲韧性指数I₅、I₁₀、I₂₀分别达基体混凝土的4.71~5.15、9.47~11.23、19.02~24.06倍.SFRVHSC梁的荷载-位移曲线与坐标轴包含的面积也明显增加.     

钢筋钢纤维混凝土牛腿抗裂性能有限元分析

在17个钢筋钢纤维混凝土牛腿试件试验的基础上,采用非线性有限元方法探讨钢纤维体积率、剪跨比和混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土牛腿抗裂性能的影响.结果表明,掺入钢纤维后,钢筋混凝土牛腿的正截面抗裂荷载可提高10%左右;随着混凝土强度增加,钢筋钢纤维混凝土牛腿的正截面抗裂荷载线性提高;但是,随着剪跨比增加,钢筋钢纤维混凝土牛腿的正截面抗裂荷载明显降低.并且通过数值模拟分析结果和试验结果的对比,验证了有限元分析模型中所采用的单元类型、材料本构关系及破坏准则的合理性,为实际应用提供相应的参考.     

钢纤维混凝土的弯曲性能研究

通过钢纤维高强混凝土简支板的冲切试验,得到板的荷栽-变形曲线及板面挠度分布图,认为板在冲切破坏之前发生的变形主要是弯曲变形,并对冲切板荷栽-挠度曲线的影响因素进行分析,为钢纤维高强混凝土在工程中的应用提供试验依据．     

钢纤维混凝土细观二维建模与数值研究

提出了二维随机凹凸型碎石骨料生成方法,应用ANSYS/LS-DYNA模拟了数值骨料和钢纤维随机碰撞,得到钢纤维混凝土细观二维几何模型和有限元模型。基于双折线弹性损伤演化本构模型,模拟了素混凝土和钢纤维混凝土数值试件在单轴拉伸荷载下的损伤过程。研究结果表明:素混凝土数值试件的破坏模式与真实素混凝土破坏模式比较接近,掺入钢纤维会改变裂纹扩展的路径;钢纤维混凝土二维模型中,裂纹萌生位置和扩展路径影响钢纤维对混凝土的增强增韧效果。     

预应力钢纤维混凝土梁的挠度试验及数值计算

在试验的基础上,对预应力钢纤维混凝土梁的挠度曲线进行了分析,并且利用有限元分析的方法,用ANSYS软件对预应力钢纤维混凝土梁的变形进行了模拟计算,提出了预应力在ANSYS中的表示方法．从试验结果和模拟结果比较中,论证了模拟方法的可行性,为以后的预应力钢纤维混凝土构件分析工作提供了借鉴经验．     

钢纤维混凝土拌合物工作性能试验研究

采用二元叠加配合比设计方法配制强度等级为CF40—CF60的钢纤维混凝土,测试了钢纤维混凝土拌合物的坍落度,并观察了拌合物的和易性和黏聚性.试验结果表明:钢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、随纤维裹浆厚度增加而提高的变化规律;其工作性能良好,满足流动性混凝土的浇筑要求.     

钢纤维混凝土拉压性能的灰关联分析

分析了钢纤维混凝土力学性能及其影响因素,对钢纤维混凝土拉压性能的试验数据建立灰关联分析模型,进行拉、压性能的灰关联分析,分析结果可以表明钢纤维混凝土各主要成分对其性能的影响大小,为钢纤维混凝土性能的评价提供依据.     

用散斑干涉法确定钢纤砼裂纹尖端应变场

本文应用散斑干涉技术对四组含纤量分别为０、０．５、１、１．５％的钢纤混凝土三点弯曲裂纹试件的裂纹尖端位移场进行了测试，并换算应变场。测定了全场位移：验证了最大拉应变准则；对含纤量与裂纹扩展阻力的关系进行了探讨。并测定了断裂韧度Ｊ（ＩＣ）。     

钢纤维混凝土电杆抗冻性试验研究

以原型电杆进行普通混凝土电杆和钢纤维混凝土电杆的抗冻性对比试验,分析了钢纤维混凝土电杆的抗冻机理,试验结果对工程应用有重要的参考价值。     

钢纤维钢筋混凝土柱偏心受压性能的分析

本文对铜纤维钢筋混凝土偏心受压构件强度、裂缝宽度、抗裂荷载、刚度的改善效果进行了探讨。     

钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁的剪切尺寸效应

通过试验和理论分析，研究了截面高度变化对钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁抗剪性能的影响规律，提出了钢筋钢纤维混凝土无腹筋梁斜截面承载力的“尺寸效应”计算公式     

型钢混凝土结构设计规程对比分析(Ⅰ)

首先对日本和欧美等国外有关型钢混凝土结构的设计规程进行了介绍，并结合我国现有的关于型钢混凝土结构的两部规程《钢骨混凝土结构设计规程》（YB9082—97）及《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001／J130-2001）的编制背景和依据，对其进行了详细的比较分析。重点对两部规程中有关型钢混凝土梁的正截面抗弯、斜截面抗剪承载能力的计算理论和计算方法进行了比较。通过型钢混凝土梁承载能力的计算实例，对两部规程的应用方法、计算步骤和计算结果作了比较分析。可为两部型钢混凝土结构设计规程工程应用提供参考。     

钢筋钢纤维砼梁正截面承载力的简化算法

通过对钢筋钢纤维砼梁正截面进行受力分析，把受拉区的拉力合并为一项，从而推导出钢筋钢纤维砼梁正截面承载力的简化计算公式。经验证，其计算结果与基本计算公式吻合。     

陶粒钢纤维混凝土流动性的试验研究

结构用陶粒混凝土属脆性材料,其强度越高,脆性越大,为改善其力学性质及韧性,常掺入钢纤维将其制成陶粒钢纤维混凝土。该试验研究了钢纤维掺量在０＠－２％变化条件下的陶粒钢纤维混凝土的流动性,探讨了水泥浆数量,水泥浆稠度,骨料最大粒少率及钢纤维掺量对陶粒纤维混凝土的影响。