粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6～13kg/m3的粗合成纤维和掺量40～60kg/m3的钢纤维掺入水泥混凝土后,对硬化混凝土动载特性的效用,试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能,探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响.研究表明：纤维掺量增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少,破坏冲击次数一直增加;粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果,混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性.     

粗合成纤维增强混凝土的冲击动载特性

为了研究将掺量为6-13kg／m^3的粗合成纤维和掺量40-60kg／m^3的钢纤维掺入水泥混凝土后，对硬化混凝土动载特性的效用，试验研究了国产异型聚丙烯、日本Barchip、美国Forta粗合成纤维和钢纤维增强混凝土的抗弯冲击性能，探讨了纤维掺量对冲击动载特性的影响。研究表明：纤维掺量增加，纤维混凝土梁的初裂冲击次数先增加后减少，破坏冲击次数一直增加：粗合成纤维对混凝土冲击性能有显著的增韧效果，混凝土由脆性破坏变为有良好的延展性。     

混杂粗纤维增强混凝土力学特性试验研究

选用低弹粗合成纤维、高弹钢纤维,以总体积掺率为1．5％的二元混杂纤维增强混凝土,系统研究了其弯曲韧性、抗弯冲击及断裂性能;用数理统计方法对抗弯冲击强度进行了分析;基于美国ASTM及日本JSCE方法,提出了适合评价粗纤维混凝土弯曲韧性的新方法。试验结果充分体现了粗合成纤维与钢纤维良好的协同效应;纤维混杂比例影响混杂纤维混凝土的性能,当粗合成纤维与钢纤维以体积掺率分别为1．0％、0．5％混杂时,纤维混凝土的各项力学性能达到优化,相对剩余强度、冲击延性指标、断裂韧度约分别达到79．6%、7．4、1．2。     

聚烯烃粗合成纤维混凝土抗弯韧性试验

为了解新型粗合成纤维对改善混凝土抗弯韧性的效果,试验研究了纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对混凝土抗弯韧性的影响规律.结果表明:单掺或混掺不同几何尺寸粗合成纤维后,试件具有很好的韧性,呈延性破坏;抗弯韧性指数随纤维掺量的增加而增大;基体强度提高时,抗弯韧性指数略有上升;纤维直径不同时,抗弯韧性指数变化不明显;3种合成纤维与钢纤维混掺后,其抗弯韧性指标大于单掺钢纤维或3种合成纤维混掺的试件;混掺粗合成纤维可有效改善梁裂后行为,即峰值荷载后仍保持较高荷载;而单掺钢纤维梁在峰值荷载后,荷载下降较快;新的抗弯韧性评价方法能够准确地反映粗合成纤维混凝土裂后阻裂能力高、变形大的特点.     

基于Weibull分布的超短微丝钢纤维增强混凝土冲击寿命分析

为了研究超短微丝钢纤维增强混凝土的抗冲击性能,采用改进的落锤冲击试验装置,对24块直径150 mm,厚度63 mm的圆饼形试块进行了冲击试验,对比分析了超短微丝钢纤维混凝土的冲击破坏形态、钢纤维体积掺量对超短微丝钢纤维混凝土冲击性能的影响和增强机理。同时,基于Weibull分布理论对纤维掺量的超短微丝钢纤维混凝土初裂和终裂冲击次数进行了拟合分析和寿命估计。结果表明：超短微丝钢纤维掺量从0.8%增加到1.2%能提高纤维混凝土抗冲击性能;两参数Weibull分布能较好的描述超短微丝钢纤维混凝土抗冲击次数的分布规律;在不同的失效概率下,超短微丝钢纤维混凝土的冲击寿命估计值与试验所得结果的增长趋势性基本保持一致。     

粗合成纤维混凝土力学性能及纤维-混凝土界面粘结行为研究

对3种粗合成纤维增强混凝土的抗压、抗弯强度进行研究并绘制了荷载-挠度曲线,采用日本JSCE方法计算纤维混凝土的抗弯韧性和抗弯韧性系数。通过拔出试验对纤维与混凝土基体的界面粘结性能进行研究,绘制拔出荷载-位移曲线,并对粗合成纤维增强混凝土的机理进行分析。结果表明,此类纤维与基体的界面粘结性能优异,对混凝土有明显的增强、增韧效果。     

玄武岩纤维混凝土的抗弯冲击性能

为了研究玄武岩纤维对混凝土抗弯冲击性能的影响,对玄武岩纤维混凝土及素混凝土梁试件进行了系统的抗弯冲击性能试验.结果表明:玄武岩纤维混凝土B3(纤维掺量为2.8 kg·m-3)的初裂冲击次数比B2(纤维掺量为2.1 kg·m-3)、B1(纤维掺量为1.7 kg·m-3)分别提高了62%和95%;玄武岩纤维混凝土B2的初裂冲击次数比B1提高了21%,玄武岩纤维混凝土B3的破坏冲击次数比B2、B1分别提高了59%和90%,玄武岩纤维混凝土B2的破坏冲击次数比B1提高了19%;纤维掺量由B2提高到B3时,对改善混凝土抗弯冲击性能效果十分显著;玄武岩纤维在合理掺量下可以显著改善混凝土的抗弯冲击性能.     

异型塑钢纤维增强混凝土的抗弯韧性

研究了异型塑钢纤维增强混凝土的抗弯韧性。并基于美国ASTM及日本JSCE方法,提出了适合我国国情的粗合成纤维混凝土弯曲韧性评价方法,该评价方法能够较准确地反映粗合成纤维的阻裂增韧性能。     

聚烯烃粗纤维混凝土梁的抗弯冲击特性研究

试验研究了聚烯烃粗纤维掺量、基体强度、纤维直径等因素对纤维混凝土梁抗弯冲击性能的影响规律。结果表明,粗合成纤维对混凝土抗冲击性能有显著的增强效果,混凝土由脆性破坏变为良好的延性破坏。随着纤维掺量的增加,纤维混凝土梁的初裂冲击次数和破坏冲击次数一直增加。与直径1mm的纤维相比,混杂纤维能有效提高试件的抗冲击性能,发挥不同纤维的作用,但均低于单掺直径0.5mm和0.8mm纤维的试件。单掺0.5mm纤维的试件,延性指数较大;单掺0.8mm纤维的试件,延性指数最低。混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的增加有较明显的增大。     

玄武岩纤维混凝土抗冲击性能的试验研究

参考美国ACI 544规定,采用带导轨的自制落锤试验装置及抗弯冲击装置,研究普通混凝土、玄武岩纤维混凝土的冲压及动态抗弯冲击性能。结果表明,掺量为3.15 kg/m3的玄武岩纤维混凝土的抗冲击能力最强,破坏冲击次数最大,达到117次,试件初裂和破坏时冲击次数的差值达到25次,冲击功为2030.3 N.m,冲击延性指标比素混凝土提高166.7%。冲压加载下,素混凝土的破坏呈现出明显的脆性断裂,断口基本呈一字型,断口较为整齐,玄武岩纤维混凝土产生数条由中间向四周逐步开展的裂纹,呈放射状分布。动态抗弯冲击下,素混凝土断口较为平整,不同掺量的玄武岩纤维混凝土梁断口有一定弧形。冲压和抗弯冲击下,玄武岩纤维混凝土表现出较明显的"塑性"性质。     

聚丙烯粗合成纤维混凝土力学性能及其增强机理研究

试验研究了聚丙烯粗合成纤维混凝土弯曲强度、弯曲韧性、弯曲冲击和疲劳特性,并与钢纤维混凝土进行了对比,分析了粗合成纤维掺量对力学性能的影响规律,探讨了粗合成纤维混凝土的增强机理。结果表明:当纤维掺量为9～13 kg/m3时,聚丙烯粗合成纤维混凝土相对剩余强度为49%～66%;冲击韧性、疲劳寿命相比基准混凝土分别提高了1.25～6.76倍、100%～389%,表明聚丙烯粗合成纤维可显著改善混凝土的力学性能。     

有机仿钢丝粗纤维与钢纤维在喷射混凝土中的性能研究

在隧道及大型地下工程施工中,有机仿钢丝粗纤维(以下简称有机仿钢丝)作为一种新型工程材料,用于解决混凝土脆性大、喷层吸收变形能力差等问题,越来越多地受到关注与研究.对有机仿钢丝和钢纤维应用于喷射混凝土中的抗压强度、弯曲韧性、耐久性能及喷射厚度等性能进行了比较和研究,结果表明:有机仿钢丝与相同体掺率钢纤维在改善喷射混凝土力学性能方面作用相当,但比钢纤维具有更好的耐久性和增韧效果.     

粗合成纤维混凝土断裂性能试验研究

粗合成纤维是一种新型的增强增韧材料,而断裂性能是反映纤维阻裂效果的重要指标之一.本文试验研究了粗合成纤维混凝土的断裂性能,并与钢纤维混凝土进行了比较.结果表明:在相同纤维体积掺率(1.5%)条件下,与钢纤维混凝土相比,粗合成纤维混凝土的断裂韧度降低了21.6%,但断裂能提高了3.8%.表明粗合成纤维混凝土具有良好的断裂性能.     

改性合成纤维混凝土弯曲及抗冲击试验

针对普通混凝土道面易开裂、使用寿命无法达到设计寿命的情况,在普通混凝土中加入合成聚丙烯纤维及聚丙烯腈纤维,以提高混凝土的抗弯拉开裂性能及冲击韧性。对改性合成聚丙烯纤维混凝土及聚丙烯腈纤维混凝土进行了四点弯曲试验,并采用自行设计的冲击试验装置进行了冲击试验及经冻融循环后冲击试验。试验结果表明:在几乎不影响抗压强度的情况下,长度20、40 mm的合成聚丙烯纤维可以显著提升混凝土的抗弯韧性和冲击次数,经冻融后合成聚丙烯纤维混凝土的冲击次数下降幅度明显低于普通混凝土; 在抗弯韧性及抗冲击性能方面,改性合成聚丙烯纤维改善效果最佳,聚丙烯腈纤维次之,而长度40 mm的合成聚丙烯纤维又略强于长度20 mm的合成聚丙烯纤维; 在抗弯韧性方面,掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土相较素混凝土提升了60.09%～120.62%; 未经冻融前掺有长度40 mm合成聚丙烯纤维混凝土在冲击试验中的初裂冲击次数和破坏冲击次数均为最高,相较素混凝土分别提升了114.29%～157.14%和120%～306.67%,相较于掺有长度为20 mm合成聚丙烯纤维的混凝土分别提升了5.56%～23.53%和15.15%～35.90%,相较于掺有聚丙烯腈纤维的混凝土分别提升了5.56%～13.33%和36.36%～60.66%; 试验结果可为混凝土道面的建设提供参考依据。     

局部高密度钢纤维混凝土弯曲疲劳性能研究

对局部高密度钢纤维混凝土的弯曲疲劳性能进行了研究.对于高低应力比R不同情况下疲劳寿命的统计问题提出了自己的处理意见.经过统计分析计算,确定PHPFRC的等效疲劳寿命符合两参数威布尔分布,建立了考虑存活率P-lgS-lgN双对数疲劳方程.对PHPFRC在循环荷载作用下的变形过程曲线与普通混凝土及SFRC比较其共性及特点进行了分析,认为由于PHPFRC在开裂后可以继续长时间承受循环荷载,其抗疲劳性能十分优越.     

钢纤维混凝土受弯构件正截面受力全过程分析的统一方法

根据高等钢筋混凝土结构理论,研究了钢纤维增强钢筋混凝土受弯构件的正截面受力全过程分析方法,利用钢纤维混凝土层厚这一参数,提出了适用于普通钢筋混凝土受弯构件、钢筋钢纤维增强部分混凝土受弯构件和钢筋全截面钢纤维混凝土受弯构件的统一的分析方法,并编制了统一的全过程分析计算程序。     

深排隧道钢纤维补强衬砌混凝土-伦敦Lee Tunnel

钢纤维补强能够极大提升混凝土结构物的耐久性能,非常适用于长寿命,高耐久性,并且供用环境腐蚀条件苛刻,磨耗严重的都市深层排水隧道衬砌混凝土。依据有关钢纤维补强混凝土结构的国际混凝土结构联合会制订的模型代码：fib model code 2010,以及欧洲的相关技术规范,结合伦敦的深层排水隧道：Lee Tunnel的具体工程实例,对如何应用钢纤维补强技术在盾构隧道衬砌混凝土管片,以及现场浇筑二次衬砌自密实混凝土进行了探讨。同时通过钢纤维补强混凝土缺口梁试件的抗折强度试验,大型梁试件的弯曲加载试验,以及试验结果的非线性有限元逆向解析,确认了钢纤维取代钢筋的结构补强性能,控制裂缝效果,以及应变硬化性能,能够满足Lee tunnel工程项目的砌筑混凝土性能要求,适用于深层排水隧道:Lee tunnel衬砌混凝土补强。     

振动时间对合成纤维混凝土强度的影响研究

本文研究了合成纤维掺量和振动时间对混凝土强度的影响。研究结果表明低掺量掺入合成纤维会使混凝土的抗弯拉强度下降，而适当延长振动时间能消除合成纤维对混凝土强度的不良影响。