丁苯乳液对钢纤维混凝土韧性和微观结构的影响

本文对比研究了丁苯乳液改性混凝土、钢纤维改性混凝土以及丁苯乳液增强钢纤维混凝土的力学性能和韧性.试验结果表明:丁苯乳液能改善新拌混凝土的工作性能;混凝土的抗压强度随着丁苯乳液掺量的增加而显著降低,但其抗折强度随着丁苯乳液的增加而提高;丁苯乳液与钢纤维复掺,混凝土具有更高的抗折强度、以及弯曲韧性.丁苯乳液在混凝土中交织成膜,提高了界面过渡区的显微硬度;增加了浆体的致密性,增强了钢纤维与混凝土之间的界面粘结强度.     

不同纤维混凝土耐久性研究

本文通过不同种类纤维混凝土:钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维Ⅰ混凝土、聚丙烯纤维Ⅱ混凝土抗冻和抗碳化耐久性试验研究纤维种类对混凝土抵抗冻融循环;碳化性能影响。试验结果表明,纤维可有效提高混凝土抗冻和抗碳化性能,其中钢纤维增强抗冻性能效果最明显;聚丙烯纤维增强抗碳化性能效果最明显。     

钢纤维高强混凝土的抗剪强度

通过68个100mm×100mm×400mm,102个150mm×150mm×150mm高强混凝土和钢纤维高强混凝土试件的直接双面剪切实验、立方体抗压实验和劈裂抗拉实验,分析了钢纤维体积率、钢纤维类型对剪压强度比及剪拉强度比的影响,探讨了高强混凝土及钢纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系。研究表明:随钢纤维体积率的增大,剪压强度比呈上升趋势,剪拉强度比呈下降趋势。随抗压强度的提高,钢纤维高强混凝土抗剪强度的提高幅度大于高强混凝土的。通过对实验结果的统计分析,提出钢纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系式,得到不同类型钢纤维对高强混凝土抗剪强度和初裂抗剪强度的增强系数,建议了钢纤维高强混凝土抗剪强度的计算公式,供设计与施工参考。     

水平定向钢纤维混凝土的制备与力学性能

钢纤维混凝土(SFRC)中钢纤维方向对其力学性能有显著影响，楼板、地坪、路面等工程中，竖直方向的钢纤维有害无益，钢纤维水平随机分布最为有利。为改善钢纤维混凝土结构的力学性能，提高钢纤维的增强效率，通过旋转磁场对基体中的钢纤维进行调控定向，制备出水平定向钢纤维混凝土(2D-SFRC)。测试比较了2D-SFRC和随机乱向钢纤维混凝土(RD-SFRC)的劈拉性能、棱柱体试件和圆板试件的弯曲性能，同时利用断面纤维分布特征和声发射技术揭示了水平定向钢纤维的增强机理。结果表明，与RD-SFRC相比，2D-SFRC的各项力学性能显著提升。钢纤维分布统计和声发射分析表明，2D-SFRC力学性能提高的主要原因是，断面纤维数量增加、纤维方向有效系数提高。水平定向钢纤维混凝土具有高性能和低成本的特点，对于提高工程质量、节约材料具有重要意义。     

高强轻质混凝土力学特性试验研究

随着轻质混凝土在工程中需求的不断增大,钢纤维成为提高其力学性能的重要途径。针对钢纤维对轻质混凝土抗压强度及抗折强度的影响,对高强轻质混凝土力学特性分别进行了抗压强度试验及抗折强度试验研究。结果表明,向混凝土材料中添加钢纤维,可明显提高轻质混凝土材料的抗压强度及抗折性能。     

钢纤维混凝土力学性能试验研究

为探究钢纤维混凝土力学性能及最优掺量,对不同体积掺量的的钢纤维进行混凝土进行抗压试验、劈裂抗拉试验。试验结果表明:抗压强度随钢纤维掺量增加增强效果不显著,劈裂抗拉强度随钢纤维掺量增加有明显提高。进一步基于试验数据,拟合出钢纤维混凝土强度与钢纤维含量及基准混凝土强度关系,并根据试验结果分别得出了钢纤维最优掺量。     

钢纤维增强混凝土细观压缩断裂模拟与性能分析

韧性城市构筑需要更多高强、高韧的混凝土基础设施，现有钢纤维增强混凝土(SFRC)细观力学模型与断裂性能模拟研究仍存在挑战。本文借助Python软件对Abaqus前处理二次开发，建立了SFRC三维细观模型，全局插入内聚力单元模拟骨料与混凝土基体之间的界面，研究钢纤维体积率V_SF、混凝土基体强度、骨料粒径对SFRC单轴压缩断裂性能的影响。结果表明：V_SF在0%～2.0%时，V_SF越大，SFRC抗裂性能越好，且残余应力更大；V_SF为2.0%时，SFRC应力较未加入钢纤维混凝土提高了60.64%;当基体强度增加时，SFRC的韧性也随之提高，C60、C80混凝土所对应的最大应力值与C40混凝土相比分别提高了66.48%、91.39%,SFRC的应力-步长曲线在弹性阶段变得更陡峭；骨料粒径在5～7 mm时，随着骨料粒径的增加，SFRC的抗裂性能显著增强。显然将分散、不定向的韧性钢纤维加入脆性混凝土基体中可有效增强混凝土设施的抗震韧性和抗裂性能。     

钢纤维粉煤灰混凝土抗侵蚀冻融特性的试验研究

通过对素混凝土、粉煤灰混凝土、钢纤维混凝土、钢纤维粉煤灰混凝土进行侵蚀和冻融试验,测得其抗压强度和抗折强度,通过试验可知:在相同浓度的硫酸钠溶液侵蚀下,钢纤维粉煤灰混凝土的强度最大,其次是粉煤灰混凝土、钢纤维混凝土和素混凝土,素混凝土和钢纤维混凝土的抗压强度受硫酸钠溶液浓度影响能力大于素混凝土和钢纤维混凝土。未侵蚀冻融循环下的钢纤维粉煤灰混凝土抗折强度明显大于侵蚀冻融循环后的抗折强度,先侵蚀后冻融试验对钢纤维粉煤灰混凝土抗折强度小于侵蚀冻融交互作用的影响。     

湿喷混凝土和湿喷钢纤维全高钛重矿渣混凝土强度对比分析

考虑喷射混凝土和普通混凝土一样存在抗弯、抗拉能力较低及韧性较差等问题,对湿喷混凝土与湿喷钢纤维全高钛重矿渣混凝土进行强度试验。通过实验结果分析可以得出湿喷钢纤维全高钛重矿渣混凝土的力学性能优于普通湿喷混凝土,其中钢纤维的掺入使得高钛重矿渣混凝土的力学性能大幅增强,相较于普通湿喷混凝土抗压强度提升34.34%、抗拉强度提升57.06%、抗折强度提升36.32%,具有更好的柔韧性与抗裂性。     

钢纤维砼在高速公路中的应用

钢纤维混凝土是一种新型高强复合工程材料，具有优良的抗弯、抗拉、抗裂、阻止和抑制温度应力引起裂缝产生与扩展的能力，是一种理想的路面材料。针对钢纤维砼性能优缺点，对施工中各工序施工技术的要求进行了较为全面的分析。     

玄武岩-钢纤维页岩陶粒混凝土力学性能实验研究

轻质混凝土因在保温隔热性能、抗震性能和抗渗性能方面的良好表现，在建筑施工中得到了广泛的应用。基于此，制备了页岩陶粒轻质混凝土试样，并添加了玄武岩纤维和钢纤维改善其力学性能，利用室内试验方法测试了16组不同纤维掺量混凝土的表观密度、单轴抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度，分析了页岩陶粒混凝土力学性能随纤维掺量的变化规律，给出了页岩陶粒混凝土力学性能最佳的混杂纤维掺量。研究结果表明：页岩陶粒混凝土的干表观密度随玄武岩纤维和钢纤维掺量的增大而增大，且玄武岩纤维小于钢纤维；当玄武岩和钢纤维总体积掺量在1.6%附近时，混杂纤维页岩陶粒混凝土显示出了比素混凝土更为良好的抗压强度、抗拉强度和抗折强度；由于相同条件下钢纤维对页岩陶粒混凝土力学性能的改善效果要略优于玄武岩纤维，因此在保持混杂纤维总体积掺量不变的前提下，建议钢纤维的体积掺量应略大于玄武岩纤维。     

PET纤维格栅/钢纤维增强水泥基复合材料混杂效应研究

将连续PET纤维格栅与短切钢纤维混掺制备混杂纤维增强水泥基复合材料,其抗压强度高达147.7MPa、抗折强度高达52.6MPa。研究各纤维掺量对混凝土抗压性能及抗折性能影响,表征基体材料与纤维界面微观结构,并分析PET纤维格栅及钢纤维混杂效应。结果表明:钢纤维与PET纤维格栅对水泥基复合材料抗折性能都有增强作用,但钢纤维在抗折性能上发挥了主要作用,导致抗折性能混杂效应并不明显;对于抗压性能,PET纤维格栅对其强度增长有弊,但钢纤维的增强效应弥补了PET纤维格栅的负作用。     

微细钢纤维对高弹性模量混凝土力学性能的影响

基于修正的Furnas堆积模型和骨料紧密堆积试验设计了一种高弹性模量混凝土,并利用微细钢纤维改善高弹性模量混凝土的韧性,研究了钢纤维体积掺量对骨料紧密堆积状态下混凝土流动性能、强度、弹性模量及弯曲韧性的影响规律。结果表明:采用紧密堆积骨料和适量微细钢纤维可以构筑高弹性模量韧性混凝土,其静弹性模量和动弹性模量最高分别可达50.15 GPa和53.23 GPa,断裂能可达5 680.45 N/m,残余弯曲韧度比从0增加到0.43;高弹性模量混凝土的流动性能随着钢纤维掺量的增加而降低,抗折强度、弹性模量及弯曲韧性则均随着钢纤维掺量的增加而增加,混凝土的抗压强度随着钢纤维掺量增加先增加后降低。在骨料紧密堆积状态下,综合考虑流动性能、力学性能和工程经济性,高弹性模量混凝土中微细钢纤维的合理掺量为0.4%(体积分数)。     

混杂纤维混凝土力学性能研究

纤维以其塑性变形小、强度高、韧性大等优点在混凝土中得到越来越广泛的应用,但由于不同纤维的尺度与性能不同,导致其对混凝土的力学性能影响结果不同,因此本文分别对单掺、双掺仿钢纤维和聚丙烯纤维混凝土、钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度进行了试验研究,并将其与普通混凝土的力学性能进行比较。结果表明,纤维混凝土较普通混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度都有明显提高,且混杂纤维较单一纤维混凝土的强度提高更为明显,混杂纤维混凝土的强度与钢纤维混凝土强度相差不大,并以成本低、分散性好、不易锈蚀等优点可以取代钢纤维在某些工程中的应用。     

大掺量矿物掺合料纤维增强轻骨料混凝土的抗疲劳性能

为研究纤维增强轻骨料混凝土抗疲劳性能，开展了恒应力循环压缩试验，对疲劳应力-应变响应进行了研究。试验采用质量分数为20%的粉煤灰和50%的粒化高炉矿渣部分替代水泥，变量为单掺或混掺不同掺量的钢纤维和聚乙烯醇(PVA)纤维。结果表明：随着循环加载次数的增加，钢纤维混凝土的宏观裂纹数量比PVA纤维混凝土多，试件的破坏形态表现为轻骨料的破裂和纤维的渐进拔出(钢纤维)或断裂(PVA纤维);钢纤维混凝土的疲劳应变及残余应变均最大，而混杂纤维混凝土的最小；在同一应力水平下，混杂纤维混凝土的疲劳寿命最长，而钢纤维混凝土的最短；钢纤维混凝土的极限疲劳损伤高于PVA纤维混凝土和混杂纤维混凝土，且随最大应力水平的降低，该差异逐渐缩小。     

钢纤维及纳米材料对超高性能混凝土早期力学性能的影响

从钢纤维及纳米材料的特性出发,通过水泥胶砂流动度实验、混凝土基本力学性能实验,对比分析了钢纤维和纳米材料组合方式对UHPC 7 d抗压强度、应变能密度、抗折强度和断裂能的影响规律.结果表明,钢纤维和纳米材料的掺入不仅提高了UHPC的早期强度特别是其抗折强度,也大大提高了UHPC的韧性.相较而言,钢纤维的增强作用更为明显,且2.5％超细钢纤维与3％纳米材料组合掺入,对UHPC抗折强度和韧性的增强作用都最为显著.     

单一纤维喷射混凝土的力学性能试验研究

由于隧道施工过程中的塌方现象与喷射混凝土的质量密切相关,故研究强度高、韧性好的高性能喷射混凝土是地下工程施工所亟需研究的内容之一。本文分别对单掺钢纤维、聚丙烯纤维和仿钢纤维喷射混凝土的抗压强度、抗折强度和折压比进行了试验研究,并将其与普通喷射混凝土的力学性能进行了比较。结果表明,适当掺量的纤维喷射混凝土较普通喷射混凝土的抗压强度、抗折强度及折压比都有明显提高;当仿钢纤维掺量为0.3%时的强度及折压比为最优,并以价格优廉、分散性好、不易锈蚀等优点可以取代钢纤维和聚丙烯纤维在工程中的应用。     

钢纤维与仿钢纤维增强混凝土性能研究

本文通过在混凝土中掺加不同种类、不同掺量的钢纤维和仿钢纤维,研究其对混凝土的工作性能、抗压强度、抗折强度及抗裂性能的影响。研究表明：钢纤维和仿钢纤维均可以显著提高混凝土的抗折强度,使混凝土在受到力学破坏后的试件形态完整度更好,并且在混凝土受力变形后起到的桥接作用,混凝土没有出现完全的断裂和折断。纤维混凝土综合力学性能优异顺序为：端钩型钢纤维>粗合成仿钢纤维>铣削型钢纤维>竹节型仿钢纤维,在应用中应综合考虑,选择合适的纤维种类。     

FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度与延性研究

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性,研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量,对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验,并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明：钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能,使其由脆性破坏向延性破坏发展;随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加,FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%～33%,抗弯性能提升了4%～21%,延性提升了22%～89%。基于试验与理论分析,建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。     

中含量钢纤维混凝土的力学性能研究

通过掺入体积含量-的剪切钢纤维,制做了钢纤维混凝土。研究了钢纤维混凝土的抗压、抗 1%6% 弯强度等参数的规律。探讨了钢纤维混凝土的强度复合机理和力学特性。