纤维类型对混凝土抗压强度和弯曲韧性的增强效应及变异性的影响

为研究单掺钢纤维、聚丙烯纤维和纤维素纤维对混凝土抗压强度及弯曲韧性的影响,在不同体积掺量下进行了混凝土试块的抗压强度及弯曲韧性试验,并对试验结果进行了变异性分析。试验结果表明：3种纤维混凝土抗压强度较素混凝土平均提高26.7%、6.1%和11.1%;二次抗压强度保持率分别达77.0%、45.7%和58.0%;抗弯承载力最大分别提高31.6%、3.5%和14.0%;基于荷载挠度曲线、Newkumar法及弯拉应力应变曲线分别计算的弯曲韧性指数I₂₀、Newkumar指标PCS_m和韧度比R_x分别为素混凝土的4.2、3.1、2.6倍,19.9、9.8、6.9倍和4.0、3.4、2.7倍。变异性分析结果表明,掺入纤维后混凝土的抗压强度变异性小于弯曲韧性。同时,基于Newkumar法和应力应变曲线法算得的混凝土弯曲韧性指标变异系数小于荷载挠度曲线法。总体而言,钢纤维增强混凝土的抗压强度和弯曲韧性最为显著,且变异系数最小。纤维素纤维增强混凝土抗压强度及聚丙烯纤维增强混凝土弯曲韧性则相对较显著。     

超高韧性水泥基材料的制备技术

分别采用活性粉末混凝土（RPC）和渗浇钢纤维混凝土（SIFCON）两种制备工艺,根据水泥基材料结构的多尺度特征,研究了由碳酸钙晶须和微钢纤维复合增强的超高韧性水泥基材料（Ultra-High-Toughness Cementitious Composite,简称UHTCC）的制备技术,测试UHTCC不同配比的抗压强度、抗折强度、抗弯强度以及单轴拉伸性能,采用折压比、韧性指数等多个指标对UHTCC的韧性进行了评价。试验表明：UHTCC的抗压强度、抗折强度、抗弯强度以及延性和韧性都远高于普通钢纤维混凝土,其抗弯强度最高达65.1 MPa、韧性指数I₂₀最高达49.21,单轴拉伸试验时呈现明显的假应变硬化行为,极限拉应变可达4%~8%。相对而言,利用SIFCON工艺制得的水泥基材料韧性更高。     

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。     

钢纤维再生混凝土劈拉强度试验研究

通过钢纤维再生混凝土立方体试件的劈拉强度试验,研究了钢纤维体积分数(0.0%～2.0%)、3种钢纤维类型(MF,SF,BF)、再生粗骨料处理方式以及试件尺寸变化对再生混凝土劈拉性能的影响.结果表明:钢纤维的加入显著提高了再生混凝土的劈拉强度,当纤维体积分数超过1.5%后,钢纤维再生混凝土的劈拉强度接近甚至超过天然钢纤维混凝土;钢纤维类型对再生骨料钢纤维混凝土影响显著,钢纤维对再生混凝土和天然混凝土的增强效果比较接近,其中BF钢纤维增强效果最好;尺寸效应对钢纤维再生混凝土的影响比天然钢纤维混凝土显著;再生骨料处理方法对钢纤维再生混凝土的劈拉强度也有一定的影响;现行钢纤维混凝土劈拉强度计算公式仍适用于钢纤维再生混凝土.     

冻融下预湿方式对塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋粘结性能的影响

通过常压预湿和加压预湿两种方式对烧结页岩陶粒轻骨料进行处理,探究不同冻融循环次数下,塑钢纤维轻骨料混凝土与钢筋的粘结性能,着重分析了两种预湿方式下试件力学性能、粘结强度、荷载滑移曲线、粘结韧性的变化规律。试验结果表明：加压预湿试件的力学性能、极限粘结强度低于常压预湿试件,且加压预湿试件的破坏形态均为劈裂破坏;加压预湿试件的极限粘结韧性A_u随冻融循环次数增加而减小,残余粘结韧性A₈₀、A₆₀下降较为平缓,但常压预湿试件粘结韧性均高于加压预湿试件。建立了冻融环境下塑钢纤维轻骨料混凝土剩余粘结强度与抗压强度之间退化模型和粘结韧性退化模型,模型计算值与试验值吻合较好。     

混杂纤维轻骨料混凝土的力学和抗冻性能研究

为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对轻骨料混凝土性能的影响,共设计了16组轻骨料混凝土试件,其中有9组混杂纤维轻骨料混凝土,3组钢纤维轻骨料混凝土,3组聚丙烯纤维轻骨料混凝土和1组普通轻骨料混凝土试件。试验结果表明:当钢纤维体积率为1.0%,聚丙烯纤维体积率为0.05%时,混凝土的抗压强度最大为39.16 MPa,提高了17.92%;当钢纤维体积率为1.5%时,抗拉强度最大为4.77 MPa,提高了63.36%。50次冻融循环试验后混凝土的强度损失率最低的是Ssp3组,即钢纤维体积率为1.0%,聚丙烯纤维体积率为0.15%时,强度损失率最低为1.79%,降低了68.92%。     

页岩陶粒混凝土预制构件钢筋浆锚连接性能试验研究

为了验证页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋采用浆锚连接的适用性和可靠性,对采用该连接形式的钢筋连接试件分别进行了单向拉伸、高应力反复拉压和大变形反复拉压试验,分析页岩陶粒混凝土强度和钢筋搭接长度对其连接性能的影响。试验结果表明：所有试件纵筋均未出现滑移,试件的最终破坏均为接头外钢筋被拉断或屈服;采用浆锚连接的钢筋搭接长度不宜小于1.0l_aE;当钢筋搭接长度大于等于1.0l_aE时,随着页岩陶粒混凝土强度的增加,试件接头的极限抗拉强度有所提高。在满足规定的构造要求下,钢筋浆锚连接形式可用于页岩陶粒混凝土预制构件纵向受力钢筋的可靠连接。     

添加不同纤维的高性能混凝土力学性能试验

通过试验研究了弹性模量具有明显差异的3种纤维对于混凝土的力学性能改善所起的作用,以及钢纤维、碳纤维和聚丙烯纤维单掺或复掺对于混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量的影响。结果表明：添加0．5％高弹性模量的钢纤维对于混凝土的强度和弹性模量均有提高作用,复掺0．3％钢纤维和0．2％碳纤维的混凝土抗拉强度的提高大于抗压强度;添加0．5％钢纤维的混凝土HPC-2的弹性模量最大,比基准混凝土提高6．5％;添加0．2％聚丙烯纤维的混凝土HPC-3的弹性模量最小,且小于基准混凝土;此外,混凝土抗压强度的影响程度与纤维的弹性模量的关系更为直接,混凝土劈裂抗拉强度的改善与纤维的抗拉强度的关系更为直接,纤维的弹性模量与基体弹性模量的比值,对复合材料的弹性模量有直接的影响。     

Mesomechanism of steel fiber reinforcement and toughening of reactive powder concrete

Reactive powder concrete (RPC) is a novel cement-based composite material with ultra-high strength. Embedding a certain amount of short steel fibers in the matrix can improve the RPC's toughness and overcome the disadvantage of high brittleness. In this paper, a number of direct uniaxial tension tests have been carried out with '8-shape' RPC200 specimens. The bond-slip process, mesoscopic structural variation and mechanical characteristics of a fiber pullout of the matrix have been investigated using the real-time SEM loading system and CCD observation techniques. The influence of the volume of embedded short steel fibers in matrix on the mesoscopic morphology of attachments on the surface of a pulled individual fiber, the initial cracking force, the ultimate pullout force, interfacial bond strength and the pullout rupture energy have been analyzed. A general formulation relating these quantities to the volume of fibers in matrix has been proposed. The components comprising the interfacial bond strength have been outlined. In addition, the contribution that fibers make to enhance and toughen the reactive powder concrete has been discussed. It is shown that there exists an optimal threshold of fiber volume ρv, opt =1.5% at which the bond performance of a fiber pullout of RPC behaves best.     

自密实微膨胀钢管混凝土的研制与应用

为了满足龙潭河钢管混凝土拱桥的建造要求,配制出了自密实C50微膨胀混凝土,该种混凝土具有工作性好、高强、早强、微膨胀等性能.同时研究了该种钢管混凝土的自应变特性和极限承载力等性能,结果表明,核心微膨胀混凝土处于三向受压状态,其极限承载力比普通钢管混凝土可提高7%左右.工程应用效果良好     

底部加强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能研究

为研究底部加强双钢板混凝土组合剪力墙的抗震性能，以型钢数量（m=2、4、6）、型钢尺寸（I）、型钢强度（Q235、Q345）（f_p）、钢板强度（Q235、Q345）（f_s）、轴压比（n=0.4、0.5、0.7）为主要参数。设计了9片双钢板混凝土组合剪力墙，利用ABAQUS软件建立其有限元模型，并对类似双钢板混凝土组合剪力墙开展验证分析，将仿真结果与试验结果进行对比分析，验证结果的合理性。基于验证结果，开展了9片双钢板混凝土组合剪力墙的参数分析，研究不同参数对底部加强双钢板混凝土组合剪力墙抗震性能影响规律。研究结果表明，底部加强试件在承载能力、延性、塑性变性能力、刚度退化和耗能能力方面均有所提升。轴压比为0.4和0.5时，延性接近；轴压比为0.7时，延性下降；轴压比为0.5时，随着型钢数量的增加，承载能力逐渐提高；提高钢板和型钢强度，延性、初始刚度和耗能能力均有较大提升，抗震性能较优。     

薄壁结构C50抗渗防裂混凝土试验

根据薄壁结构混凝土的特点，利用中热硅酸盐水泥优化设计出了C50抗渗防裂混凝土配合比。试验结果表明：聚丙烯纤维、钢纤维通过单掺或混掺配制的混凝土28d抗压强度均达到56MPa，抗渗等级P12，满足混凝土的抗渗防裂要求；且单掺聚丙烯的纤维混凝土表现出更优异的抗渗透能力和抗裂性能。SEM微观结构显示，掺膨胀剂混凝土中的水泥石结构均匀密实，产生的钙矾石水化产物丰富，对水泥石收缩具有明显补偿作用，提高了薄壁结构混凝土的抗渗防裂能力。     

钢纤维表面改性对混凝土性能的影响

为研究钢纤维的表面形态对混凝土的综合性能的影响,对钢纤维进行了电镀铜处理,得到表面粗糙的钢纤维,再将光滑面和粗糙面的钢纤维分别掺入混凝土中,开展了对比试验并进行了分析.试验结果表明:表面粗糙的钢纤维与混凝土的黏结强度和光面的钢纤维相比有所增长;钢纤维混凝土的抗折强度提高约10%;表面粗糙的钢纤维对混凝土的增韧作用提升幅度达30%.     

Mechanical properties of layered steel fiber and hybrid fiber reinforced concrete

To explore a new structure form of fiber reinforced concrete, namely, the layered steel fiber and layered hybrid fiber reinforced concrete （LSFRC and LHFRC）, the mechanical properties of LSFRC and LHFRC, such as compressive strength, tensile strength, flexural strength, fatigue and durability were focused on. The experimental results show that LSFRC and LHFRC can improve the flexural strength of concrete by 20%-50%. In the aspect of improving the flexural strength of concrete, adulterant rate has more obvious effect than length/diameter ratio. Double logarithmic fatigue equation considered liveability was founded. The impermeability of LHFRC is superior to LSFRC and plain concrete （C）. However, the porosity of LHFRC is lower than LSFRC and C. The shrinkage of LHFRC at every age is obviously lower than C. The antifreeze durability of LHFRC is also better than C.     

透水性混凝土强度-渗透性模型试验研究

高透水性是透水性混凝土的重要特征,现有的透水性混凝土渗透系数测试装置存在试件侧壁渗漏问题,为此提出了一种试件侧面防水涂抹+柔性夹层+套筒刚性壁的防侧漏复合结构,提高了渗透系数测试精度。透水性混凝土的透水性和强度是一对矛盾体,此消彼长,但目前对它们之间关系缺乏系统的研究。通过室内渗透性和强度试验研究了多种因素（如：水灰比、集灰比、孔隙率）对透水性混凝土的强度和透水性的影响,建立了强度孔隙率模型、渗透性孔隙率模型和强度渗透性模型。研究结果表明：透水性混凝土与普通混凝土不同,存在一个最佳水灰比,最佳水灰比对应的强度最大;强度和水灰比成开口向下的二次抛物线关系,而孔隙率和集灰比均与渗透系数成正相关关系;透水性混凝土强度和渗透性关系服从Lorentzian函数,强度随渗透性的增大而逐渐降低,降低速度先快后慢。在工程设计中应根据具体要求,确定最佳的强度和渗透性组合。     

Performance investigation of square concrete-filled steel tube columns

The behaviour of square concrete-filled steel tube columns under concentrical loading was studied. More than one hundred specimens were tested to investigate the effects of thickness of steel tube on the load carrying capacity of the concrete-filled tubular columns (CFTs). The effect of the grade of concrete and content of expansive agent were also investigated. The effect of these parameters on the confinement of the concrete core was studied as well. From the experimental study it was found that for both CFTs with different strength grade concrete core, the ultimate load carrying capacity increases with the increase in percentage of expansive agent up to 20% but it again decreases at 25% of expansive agent content. It was also shown that the failure mode of CFTs depends on the strength grade of concrete core.     

三元膨胀型混凝土防水剂的研究

按照砼防水剂国标规定的测试方法，对减水剂－胶态膨胀剂－晶态膨胀剂系统的三元复合膨胀型砼用防水剂进行了研究。研究表明：胶态膨胀剂的掺入能明显地　提高砼的抗渗性，降低砼的强度；共同掺入胶态与晶态膨胀剂，砼的抗渗性明显地提高，强度无明显的降低，而且具有补偿收缩的微膨胀性；掺三元膨胀型防水剂的砼，抗渗标号达到Ｓ３０；确定了三元复合膨胀型砼用防水剂的最佳配比。     

钢管膨胀混凝土力学性能及其膨胀模式的研究

配制出了强度性能和工作性能良好的膨胀混凝土,研究了该种钢管膨胀混凝土的力学性能,分析了钢管限制条件下核心混凝土的膨胀模式。研究结果表明,掺加适量膨胀剂的钢管膨胀混凝土具有较优良的力学性能,其极限承载力比普通钢管混凝土可提高8％左右。     

绿色与智能建筑初探

绿色智能建筑就是运用现代高科技手段,达到节约能源资源、保护环境,以人为本为目的的新型绿色建筑.它是一种用现代科学技术武装起来的绿色建筑,是把环保技术、节能技术、信息技术、网络技术渗透到建筑且使用于住户生活的各个方面,用最新的理念、最先进的技术去解决生态健康和居住舒适度的问题,解决可持续发展问题.笔者着重阐述了绿色建筑和智能建筑的概念及绿色建筑与建筑智能的关系。     

SFRC subjected to domestic sewage and sustained load

The article aimed to study the durability of steel fiber reinforced concrete under the coupled sewage-loading according to compressive strength,flexural strength,compressive strength corrosion coefficient,flexural strength corrosion coefficient,compressive strength balance coefficient,flexural strength balance coefficient.Through the homemade load frame applied to design specimens,the pre-loading level are equivalent the damage intensity of 0%,10%,30% and 50% four different ways.The experimental results show that the performance of concrete down gradually and sustaining load aggravated the degree of domestic sewage attacking concrete after six month;under different stress states,the more loading levels,the more serious domestic sewage attacked the steel fiber reinforced concrete.It is proved that the concrete damage can be inhibited by adding the steel fiber,when steel fiber volume fraction is 1.0%,the corrosion resistance of concrete is best.