碳化钢纤维混凝土弯折性能的试验研究

通过对43组129个100 mm×100 mm×100 mm的混凝土立方体试件进行试验研究,以钢纤维体积率、混凝土强度等级和碳化龄期为变量,研究了不同体积率、不同强度等级的钢纤维混凝土在不同碳化龄期下弯折性能的变化规律,探讨了钢纤维对混凝土抗折强度的影响机理.试验结果表明,混凝土基体强度等级较高时,随着碳化龄期和钢纤维体积率的提高,碳化后混凝土弯折性能改善比较显著,对基体强度等级为C30、体积率分别为1.0%和2.0%的钢纤维混凝土碳化3 d7、d1、4 d、28 d后,相对抗折强度分别为0.98,1.11,0.91,1.21和0.92,1.24,1.23,1.39.     

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.     

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.     

钢纤维高强混凝土梁柱节点抗裂性能试验研究

通过对8个钢筋钢纤维高强混凝土梁柱边节点的低周反复加载试验,分析了钢纤维体积分数、节点核心区配箍率、柱端轴压比等因素对节点抗裂性能的影响.结果表明,随着轴压比和钢纤维体积分数的适当增加,节点的抗裂性能显著提高,配箍率对节点抗裂性能的影响较小.最后在试验研究和理论分析的基础上,给出了钢纤维高强混凝土梁柱节点抗裂强度的计算方法.     

钢纤维高强混凝土箍筋梁抗剪性能试验

为了提高高强混凝土的韧性和抗剪能力,在高强钢筋混凝土梁中掺入钢纤维.对20根(ffcu=52.4~84.7)钢纤维高强混凝土箍筋梁(fρ=0.5%~1.5%)和2根高强混凝土箍筋梁对比试件进行了试验.试验的主要变化参数为钢纤维体积掺率、钢纤维种类、配箍率和混凝土强度.试验结果表明钢纤维能够显著地改善梁的抗剪性能.基于试验结果,分析了钢纤维、箍筋、混凝土的强度和剪跨比对梁的斜截面抗裂和抗剪承载力的影响.在考虑钢纤维影响的基础上,提出了与普通钢筋混凝土梁斜截面计算公式相协调的钢纤维混凝土梁的斜截面开裂和极限承载力计算的经验公式.     

高强钢纤维混凝土配合比设计方法及其影响因素研究

为了得到高强钢纤维混凝土最优配合比,采用探索试验研究分析高强混凝土配合比,利用正交试验方法研究原材料对高强混凝土的流动性和强度性能的影响规律,通过掺入不同体积率钢纤维得到了符合设计和施工要求的最优高强钢纤维混凝土配合比.结果表明:水胶比、高效减水剂、硅灰、钢纤维对高强混凝土抗压强度影响显著,粉煤灰对其强度影响不显著.研究成果可应用于超高强混凝土配合比设计及影响因素研究分析.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁正截面开裂弯矩的计算方法

通过12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的试验,分析钢纤维对钢筋高强混凝土梁正截面抗裂弯矩的影响.实验结果表明,钢纤维的加入提高了钢筋高强混凝土梁的正截面开裂弯矩,并随着钢纤维体积率的增加呈增长的趋势,增加幅度在40%～100%之间;纵向钢筋配筋率、梁的高度以及钢筋的强度等级对钢筋高强混凝土梁的开裂弯矩也有影响;开裂弯矩随纵筋配筋率的增大以及随截面高度的减小而增大.结合现行有关规范,提出了钢筋钢纤维高强混凝土梁截面抵抗塑性影响系统的计算公式和钢筋钢纤维高强混凝土梁开裂弯矩的计算公式,并用试验数据验证了该公式的正确性.     

钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算方法

钢纤维混凝土轴拉初强度是确定钢纤维混凝土抗裂度的重要指标 ,也是间接衡量钢纤维混凝土其它力学性能的指标 .通过对钢纤维混凝土轴拉试验结果的分析 ,研究了钢纤维外形和体积率、混凝土强度等级对钢纤维混凝土轴拉初裂强度的影响 .结果表明 :混凝土轴拉初裂强度分别随钢纤维体积率的增大和混凝土强度等级的提高而增大 .最后 ,建立了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算模型 ,提出了钢纤维混凝土轴拉初裂强度的计算公式 ,供修订我国的《钢纤维混凝土设计与施工规程》以及工程设计与施工参考 .     

钢纤维全轻混凝土基本性能试验研究

钢纤维全轻混凝土配合比设计及其基本力学性能是工程应用的基础.考虑水灰比、砂率、钢纤维体积率及纤维名义裹浆厚度等参数,采用绝对体积法配制钢纤维全轻混凝土,测试了钢纤维全轻混凝土拌合物的工作性能、表观密度、立方体抗压强度和劈裂抗拉强度.结果表明:配制的钢纤维全轻混凝土具有良好的拌合物工作性能,密度等级为1 700~1 900;水灰比和砂率对钢纤维全轻混凝土强度影响较小,钢纤维裹浆厚度以1.0 mm为宜.本试验配制的钢纤维全轻混凝土,具有受压裂而不散、劈拉裂而不断的破坏形态,其抗压和抗拉强度显著提高.在钢纤维体积率为2.0%时,钢纤维全轻混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度,较同配比的全轻混凝土,分别提高了20.6%和177.3%.     

弯曲应力作用下喷射混凝土抗碳化性能研究-研究生论坛

为了研究隧道喷射混凝土衬砌的碳化规律,采用快速碳化试验方法,研究了不同弯曲应力(0、0.25、0.5及0.75)作用下喷射混凝土及钢纤维喷射混凝土抗碳化性能,在考虑弯曲应力、钢纤维掺量、施工方式基础上对普通混凝土碳化深度预测模型进行修正。结果表明：混凝土碳化深度服从Fick第一定律,扩散系数随应力水平的增加而增加;喷射混凝土碳化深度明显小于普通混凝土,而钢纤维的加入进一步提高喷射混凝土抗碳化性能。通过对碳化后喷射混凝碳化后力学性能及微观结构进行分析,得出喷射混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度随着碳化深度增大而增大,且喷射混凝土中原始微气孔及裂缝中钙矾石、氢氧化钙等晶体为CaCO3晶体的成核和生长提供有利条件,碳化产物持续生成并阻塞毛细孔,使其密实度增加,力学性能增大。     

钢纤维对C60高性能混凝土弯曲韧性的影响

简要综述了国内外关于钢纤维混凝土弯曲韧性指数的计算方法,并选取我国现行的规程JGJ/T 221—2010试验方法,通过钢纤维高性能混凝土的弯曲韧性试验,研究了钢纤维体积分数和钢纤维类型对钢纤维高性能混凝土弯曲韧性的影响.结果表明:钢纤维高性能混凝土峰值荷载与弯曲韧性均随着体积分数的增大而提高;微细型钢纤维提高混凝土弯曲强度指标幅度最大,端钩型钢纤维提高混凝土弯曲韧性指标幅度最大.     

超高泵送钢纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性

参照美国材料与试验协会(ASTM)试验方法,对满足超高距离泵送要求且抗裂性能优异的纤维混凝土的初裂强度和弯曲韧性进行了研究。借助弯曲荷载-挠度全曲线,分析了纤维掺量和类型对韧性指数和初裂荷载的影响。结果表明,钢纤维混凝土的抗弯初裂强度、极限强度和弯曲韧性均随纤维掺量的增大而提高。其中,纤维体积率为0.8%,泵送高度达306 m的钢纤维混凝土的初裂强度和极限强度比基准混凝土分别提高了15.6%和31.4%,韧性指数I5提高5.22倍,I10提高8.7倍,I20提高12.39倍。     

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。     

Complete splitting process of steel fiber reinforced concrete at intermediate strain rate

The complete splitting process of steel fiber reinforced concrete （SFRC） at intermediate strain rate was studied by experiment. The basic information of a self-developed SFRC dynamic test system matching with lnstron 1342 materials testing machine was given, and the experiment principle and the loading mode of cubic split specimen were introduced. During the experiment, 30 cubes of 150 mm×150 mm×150 mm and 36 cubes of 100 mm×100 mm×100 mm, designed and prepared according to C20 class SFRC with different volume fractions of steel fiber （0, 1%, 2%, 3%, 4%） were tested and analyzed. At the same time, the size effect of SFRC at intermediate strain rate was investigated. The experimental study indicates that SFRC size effect is not influenced by the loading speed or strain rate. When the steel fiber content increases from 0 to 4%, the splitting strength of SFRC increases from 100% to 261%, i.e. increasing by 161% compared with that of the common concrete. The loading rate increases from 1.33 kN/s to 80.00 kN/s, and the splitting tensile strength increases by 43.55%.     

混合钢纤维混凝土深梁抗剪承载力分析

为探究混合钢纤维混凝土(HSFRC)深梁的受剪机理,综合考虑混凝土、钢纤维、分布网筋及纵筋对HSFRC深梁抗剪承载力的贡献,将钢纤维并入到深梁的抗拉体系中,建立了基于软化拉压杆模型的抗剪承载力计算方法。然后对4根HSFRC深梁试件进行抗剪性能试验,验证计算方法的合理性,并分析混合钢纤维体积掺量和分布钢筋配筋率对试件抗剪性能的影响。结果表明：计算方法的建立过程合理,可以较准确地预测试件的抗剪承载力;钢纤维掺量的增加会延缓HSFRC应变的发展并提高其最大应变值;分布钢筋对HSFRC应变的影响较小,但其掺量的增加会延缓钢筋应变的发展;钢纤维掺量的增加会提高试件的承载能力、变形能力和初始刚度;分布钢筋配筋率的增加可以提高试件的承载能力并延缓其刚度退化,但试件的变形能力呈现先增大后降低的趋势。     

钢纤维混凝土准静态单轴受压力学性能

采用WAW-2000型微机控制电液伺服万能试验机对钢纤维体积率(Vf)为0%~3%、基体强度为C50的钢纤维混凝土(SFRC)进行了准静态三种应变率单轴压缩试验,测出了基体混凝土和SFRC应力-应变全曲线,试验结果表明:随Vf的增加,SFRC抗压强度仅有小幅度增长,韧性则增长幅度较大;随着应变率增大,SFRC强度提高,韧性呈现下降趋势,但Vf越大,韧性下降幅度越小;SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数,随Vf的提高而分别微增与微减;还推荐了适合于SFRC应力-应变曲线的数学表达式。     

钢纤维混凝土用水量计算公式

钢纤维混凝土用水量的确定是钢纤维混凝土配合比设计中的重要问题。影响因素多，而且复杂。通过试验，研究了粗骨料种类，粗骨料最大粒径，钢纤维掺量以及施工要求的稠度因素对用水量的影响。经过回归分析，给出了半干硬性钢纤维混凝土和塑性钢纤维混凝土用水量计算公式。     

Charactersitics of Stress-strain Curve of High Strength Steel Fiber Reinforced Concrete under Uniaxial Tension

A whole of 110 specimens divided into 22 groups were tested with varying the volume fraction of steel fibers and the matrix strength of these specimens. The stress-strain behaviors of four types of steel fiber reinforced concrete （SFRC） under uniaxial tension were studied experimentally. When the matrix strength and the fiber content increase, the tensile stress and tensile strain vary differently according to the fiber type. The mechanisms of reinforcing effect for different types of fiber were analyzed and the stress-strain curves of the specimens were plotted. Some experimental factors for stress or strain of SFRC were given. A tensile toughness modulus Re0.5 was introduced to evaluate the toughness characters of SFRC under uniaxial tension. Moreover, the formula of the tensile stress-strain curve of SFRC was regressed. The theoretical curve and the experimental ones fit well, which can be used for references in construction.