钢纤维与混凝土基体粘结性能的试验研究

为研究异型外观的钢纤维与混凝土的粘结性能,设计开发了弓型、螺旋型、端勾型、束状钢纤维等系列异型钢纤维,再分别将平直型和异型的钢纤维埋入砂浆中,开展了粘结强度的对比试验,并进行了分析。试验研究结果表明:钢纤维截面形态的改变使其与混凝土基体的粘结强度的增长超过100%;两端锚固作用改进后的钢纤维对粘结强度的提高是平直型钢纤维的400%;经过两类改进工艺叠加实施的异型钢纤维,对比平直型钢纤维,其粘结强度的提升超过了700%。     

钢纤维增强高性能混凝土的韧性研究

为了解和进一步提高钢纤维增强高性能混凝土的韧性，本文以环保型材料矿渣粉及平直型、端勾型两种类型钢纤维的优化配伍，对所配置高性能钢纤维混凝土进行了力学性能测试试验。通过立方体抗压强度试验、压缩韧性试验和弯曲韧性试验，研究了两种钢纤维增强高性能混凝土的强度、韧性等力学特性。研究结果表明：钢纤维的掺加对于混凝土的受压破坏形态影响显著，混凝土的抗折强度有明显提升，混凝土的压缩韧性和弯曲韧性有显著改善；端勾型钢纤维对混凝土的韧性的提升优于平直型钢纤维。     

钢纤维对高强混凝土弯曲性能影响的试验研究

选用工程中常用的铣削型、切断弓型、剪切波纹型钢纤维,以不超过2.0%的体积分数掺入高强混凝土中,通过2种尺寸小梁试件的弯曲强度和韧性试验,研究了钢纤维类型及掺量对高强混凝土弯曲强度及变形性能的影响.结果表明:当3种类型钢纤维分别以2.0%的体积分数掺入高强混凝土中时,可使高强混凝土抗裂能力分别提高72%,41%和42%,弯曲极限强度分别提高90%,84%和57%.钢纤维对高强混凝土试件的尺寸效应系数影响显著,试验时应考虑试件尺寸对试验结果的影响.钢纤维高强混凝土弯曲韧度指数及承载力变化系数均随钢纤维体积分数的增大而增大,并大于理想弹塑性材料的相应值.不同类型钢纤维对高强混凝土弯曲强度及弯曲韧性的改善效果不同,可通过改进钢纤维的加工工艺、表面形状等来提高钢纤维对高强混凝土的增强增韧效果.     

钢纤维类型和掺量对高强混凝土力学性能的影响

混凝土加入钢纤维被认为是一种有效增加混凝土韧性,提高力学性能的手段。本文通过掺加不同类型和不同掺量的钢纤维,测试了混凝土的抗压、抗折和劈拉强度,研究了纤维类型和掺量对力学性能的影响。结果表明,混凝土抗压强度随着镀铜微丝型钢纤维掺量的增加而增大,而端钩型、铣削型和熔抽型钢纤维的种类和掺量对混凝土抗压强度的影响并不显著。无论掺加何种类型纤维,纤维的掺入对抗折强度的贡献均大于对抗压强度的贡献。混凝土劈拉强度对纤维的端钩、直径、长度和表面状态等因素敏感,纤维类型对混凝土的劈拉强度影响显著。     

掺入钢纤维的PHC管桩抗震性能试验研究

为了研究预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,对6个掺入钢丝端钩型钢纤维和剪切端钩型钢纤维的PHC管桩试件进行了低周往复加载试验,对各试件的承载能力、延性、滞回特性、耗能能力、累积损伤进行了分析,研究了不同改善措施对PHC管桩抗震性能的影响。研究结果表明:掺入钢纤维能提高PHC管桩抗裂能力,随着钢纤维掺入量的提高,PHC管桩抗裂能力逐渐提高;掺入钢丝端钩型钢纤维比掺入剪切端钩型钢纤维提高PHC管桩抗震性能效果好;与其他改善措施相比,掺入钢丝端钩型钢纤维且加入非预应力筋的改善措施提高PHC管桩延性和耗能能力最明显,此PHC管桩的抗震性能效果最优。     

离心成型钢纤维混凝土抗冻性试验研究

通过对离心成型钢纤维混凝土试件的抗冻试验,研究了基体混凝土强度和钢纤维体积率对离心成型混凝土抗冻性能的影响规律,探讨了试件尺寸对抗冻试验结果的影响。研究结果表明:单纯提高基体混凝土强度不能明显改善离心成型混凝土的抗冻能力,掺入钢纤维则显著提高了离心成型混凝土的抗冻能力,并且钢纤维掺量的增大使离心成型混凝土的抗冻能力增强。结合离心成型钢纤维混凝土构件的纤维分布规律,对上述试验结果进行了分析讨论。     

C30钢纤维混凝土在工业地坪中应用试验研究

探讨了C30钢纤维增强混凝土在工业地坪中的应用,主要分析同种类不同长径比钢纤维、同长度不同种类钢纤维,以及钢纤维掺量与混凝土性能的关系,研究了C30钢纤维工业地坪混凝土(SFRIFC)的工作性能、抗压强度、抗折强度及弯曲韧性;并采取一种简易的判定方法来表征钢纤维混凝土性能与钢纤维之间的关系,从而筛选出钢纤维混凝土的最佳施工方案。试验结果表明,30 mm压痕型钢纤维对混凝土工作性能影响最小,端钩型钢纤维对提高混凝土抗折强度与弯曲韧性的效果最好;随着钢纤维掺量的增加,混凝土的工作性能降低、抗压强度先提高后降低、抗折强度和弯曲韧性均有大幅度提高;当钢纤维地坪混凝土工程设计要求feq,2强度为4 MPa时,端钩型钢纤维掺量21.5 kg/m3为最佳施工方案。     

钢纤维掺加方式对混凝土抗折强度影响研究

普通混凝土中掺加钢纤维能显著提高混凝土的力学性能,使钢纤维混凝土具有很大的延性、韧性,以及较高的抗折性能.通过试验与理论分析,研究了钢纤维掺加方式对纤维混凝土抗折强度的影响规律.研究表明:钢纤维混凝土抗折强度随着纤维掺量几乎成线性增长;随着基体混凝土强度等级提高,增长幅度逐渐变大;掺加螺纹型钢纤维对混凝土抗折强度的提高幅度要大于细切丝纤维,且单纯地掺加细切丝或者螺纹型钢纤维对抗压强度的提高幅度均高于任何一种混合掺加状态.     

纤维类型对高性能混凝土力学性能的影响

为研究纤维类型对高性能混凝土力学性能的影响,对分别使用钢纤维与玄武岩纤维配制的不同配比高性能混凝土进行抗压、抗折性能试验,研究纤维类型对混凝土抗压、抗折性能的影响.研究表明,使用钢纤维与玄武岩纤维作为增强纤维均能配制出性能良好的高性能混凝土;钢纤维高性能混凝土的抗压、抗折性能均优于玄武岩纤维高性能混凝土;掺入钢纤维可以有效提高高性能混凝土的抗折强度和抗压强度;掺入玄武岩纤维会降低高性能混凝土的抗折强度和抗压强度.     

微细钢纤维属性对RPC性能的影响

为研究钢纤维的直径、抗拉强度和形态对活性粉末混凝土的力学性能及抗裂性能的影响,将3种直径、2种抗拉强度和3类外型的钢纤维分别掺入活性粉末混凝土中,开展了对比试验并进行了分析.试验研究结果表明:掺入异型钢纤维与平直型钢纤维相比,钢纤维混凝土具有更高的力学性能;混凝土的力学性能随着钢纤维直径的减小、抗拉强度的提高而得到增强;抗裂性能随钢纤维曲折度的增加而提高.     

钢纤维对自密实混凝土断裂性能的影响

通过三点弯曲梁实验和诱导开裂实验,探讨了钢纤维体积率和钢纤维类型对自密实混凝土断裂性能的影响,研究钢纤维自密实混凝土断裂韧度(KIC)、断裂能(Gf)等断裂参数与钢纤维含量特征参数的关系。试验结果表明:钢纤维的加入可以极大地改善自密实混凝土的断裂性能;随着纤维体积率的增加,钢纤维自密实混凝土断裂参数均有不同程度的提高;与波纹型钢纤维相比,弓字型钢纤维可以极大地改善高强混凝土的断裂性能。     

钢-聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能试验研究

为了研究钢-聚丙烯混杂纤维对再生混凝土基本力学性能的影响,设计制作了10组混杂纤维再生混凝土试件和1组普通再生混凝土试件,并对其进行立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。试验中考虑的因素有钢-聚丙烯纤维混掺掺量、钢纤维和聚丙烯纤维长径比以及钢纤维类型,分析了各因素对再生混凝土基本力学性能的影响。结果表明:当钢纤维掺量为117 kg/m~3,聚丙烯纤维掺量为0.6 kg/m~3时,混杂纤维再生混凝土表现出较好的增强效果,其中立方体抗压、劈裂抗拉及抗折强度较普通再生混凝土分别提高了17.68%、57.88%、28.32%;随着钢纤维长径比的增加混杂纤维再生混凝土各强度均得到显著提高,最高提高了10.51%,而聚丙烯纤维长径比对混杂纤维再生混凝土各强度的影响效果不明显。端勾型钢纤维混杂纤维再生混凝土各强度均高于波纹型。此外,掺入混杂纤维后,再生混凝土由脆性破坏转变为一定的塑性破坏。     

型钢-钢纤维混凝土黏结性能及界面损伤分析

为了解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将型钢混凝土结构中的钢筋笼全部换成钢纤维,形成无配筋型钢-钢纤维混凝土组合结构.通过16个试件的标准推出试验,研究了在不设置钢筋笼的情况下型钢与钢纤维混凝土之间的黏结性能与界面损伤全过程.结果表明:型钢-钢纤维混凝土试件的加载端与自由端受力不同步,界面的黏结受力不均衡;名义黏结强度随钢纤维混凝土保护层厚度的增大而增大,随黏结界面长度的增大而有规律地减小;钢纤维混凝土保护层越厚,黏结界面长度越大,界面在试验中后期的损伤发展越缓慢.     

疲劳荷载作用下钢纤维高强混凝土梁刚度退化规律研究

通过7根钢筋钢纤维高强混凝土梁的疲劳试验,探讨了钢纤维类型、钢纤维体积率、钢纤维掺入范围等因素对钢筋钢纤维高强混凝土疲劳寿命及刚度的影响规律。结果表明,在高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效降低梁的刚度衰减速率,与未掺加钢纤维的高强混凝土梁相比,钢纤维体积率为0.5%、1.0%、1.5%的高强混凝土梁刚度的衰减速率分别降低42%、53%、60%;钢纤维类型对刚度衰减速率有较大影响,冷拉端钩型钢纤维的影响最为明显,铣削型和剪切波浪型钢纤维的影响类似;掺入1/2梁高钢纤维能起到明显限制梁刚度衰减的效果。在试验研究的基础上,提出了考虑钢纤维影响的钢筋钢纤维高强混凝土梁在刚度退化第二阶段衰减速率的计算公式。     

反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与钢筋黏结强度研究

考虑钢纤维和聚丙烯纤维的体积率、长径比等因素的影响,设计制作36个钢-聚丙烯混杂纤维混凝土试件,通过中心拉拔试验,研究低周反复荷载作用下钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋间的黏结强度。结果表明：混杂纤维的掺入对混凝土与钢筋间的黏结强度存在正混杂效应,其中钢纤维对黏结强度的提高作用更为明显。对于混杂纤维混凝土,在聚丙烯纤维体积率为0.15%、长径比为167的情况下,当钢纤维体积率从0.5%增长到1.5%、长径比从30增加到80时,黏结强度分别提高了20.57%和14.75%,而聚丙烯纤维体积率和长径比的变化对黏结强度没有明显影响;当混杂掺入体积率为1.5%、长径比为60的钢纤维与体积率为0.15%、长径比为167的聚丙烯纤维时,与相应的单掺钢纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和普通混凝土相比,黏结强度分别提高了14.64%、31.37%和46.55%。此外,基于厚壁圆筒理论,针对实际受力情况,建立了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土与变形钢筋黏结强度的理论模型,计算结果与实测结果吻合良好。     

混杂纤维混凝土劈拉性能试验研究

采用改进的钢纤维混凝土劈拉试验方法,研究了钢纤维混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土及混杂纤维混凝土的劈拉强度及劈拉韧性,结果表明:钢纤维、聚丙烯腈纤维均能够提高混凝土的极限劈拉强度,其中钢纤维明显提高混凝土的劈拉韧性;钢一聚丙烯腈纤维组合使用对混凝土的劈拉强度及韧性具有正混杂效应.通过对试验结果的分析,推荐了钢-聚丙烯腈纤维混杂掺入混凝土时的一种较优混杂比例.     

新型连续端钩钢纤维增韧混凝土残余弯拉强度分析

为了研究不同钢纤维掺量、不同胶凝材料组成对混凝土残余弯拉强度的影响,根据金属纤维混凝土测试方法测试了钢纤维掺量为30kg/m~3与40kg/m~3的新型连续端钩型钢纤维增韧混凝土的载荷和切口张开位移值(CMOD)或挠度曲线图。试验结果表明,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土残余弯拉强度及极限抗折强度均随之增加;硅酸盐水泥复掺硫铝酸盐水泥的钢纤维混凝土残余弯拉强度及极限抗折强度较普通钢纤维混凝土有所降低。钢纤维掺量的提高有助于提高混凝土的增强阻裂能力。     

掺不同纤维的活性粉末混凝土力学性能研究

通过对16组分别掺入钢纤维和聚丙烯纤维的活性粉末混凝土试件进行抗压、抗折强度试验,并且对每组试件采用了三种不同的养护方案。试验结果表明:热水养护对活性粉末混凝土的抗压和抗折强度有较大幅度的提升,当温度达75℃时,提升幅度10%~30%;相比单掺聚丙烯纤维单掺钢纤维对活性粉末混凝土试块的抗压、抗折强度提升幅度更大,钢纤维含量为4%时活性粉末混凝土的抗压和抗折强度分别提高21%和53%;钢纤维掺量为2%和聚丙烯纤维掺量为0.3%并且经过75℃高温养护的活性粉末混凝土试块其抗压、抗折力学性能达到最优,其抗压强度达到168.4MPa,抗折强度达到31.57MPa。     

超短异型钢纤维高强混凝土性能研究

本文通过对比试验研究,探讨了超短导型钢纤维高强混凝土的力学性能和超声波速。证明超短异型钢纤维高强度混凝土可以解决钢纤维混凝土的搅拌均匀问题,并且适应现代化施工要求,从而可改善高强混凝土的抗拉抗剪强度,提高混凝土韧性;提出了采用超声测试技术可以推断钢纤维的掺入量和分布的观点。     

混杂掺入钢/聚丙烯纤维再生混凝土力学性能及抗冲击性能试验研究

为研究混杂掺入钢纤维和聚丙烯纤维对再生混凝土(RAC)力学性能及抗冲击性能的影响,设计制作了素RAC及不同纤维掺量的钢纤维RAC和钢/聚丙烯混杂纤维RAC试件,并对其进行了立方体抗压、劈裂抗拉、抗折强度和抗冲击性能试验研究。试验结果表明:与素RAC相比,掺入钢纤维显著提高了RAC的抗压性能,但混合掺入聚丙烯纤维后其抗压强度有所降低;单掺钢纤维或混杂掺入钢/聚丙烯纤维均提高RAC的劈裂抗拉、抗折和抗冲击性能;与单掺钢纤维相比,混合掺入钢/聚丙烯纤维对RAC的抗拉、抗折和抗冲击性能的改善效果更明显。