钢纤维混凝土的弯曲性能试验研究北大核心

对18组不同钢纤维体积掺量的钢纤维混凝土试件进行了三点弯曲试验,分析了钢纤维混凝土的破坏形态和荷载-挠度曲线特性,总结了钢纤维混凝土弯曲破坏过程和特点,计算了钢纤维混凝土的延性指和钢纤维的界限体积掺量。采用无量纲化方法,获得了实用延性指数计算模型,试验结果和已公开文献结果都验证了本研究模型的正确性。采用基于SCE-SF4标准的弯曲韧性比指标评价了钢纤维混凝土弯曲性能,结果表明,钢纤维可以显著提高混凝土的弯曲韧性比和等效弯曲强度,但对初裂强度影响很小。     

微细钢纤维高强混凝土弯曲韧性试验研究

混凝土中掺加微细钢纤维不易结团,在掺量较大时分布均匀性良好,能更好地发挥钢纤维增强、增韧和阻裂作用。采用掺加微细钢纤维和高温蒸汽养护配制高强混凝土,通过弯曲韧性试验,计算弯曲韧性指数,研究纤维掺量、水胶比和养护龄期等因素对韧性的影响。结果表明:钢纤维体积率是影响弯曲韧性的主要因素,强度和弯曲韧性都随着体积率增加而增大;适当减小水胶比,可以提高混凝土的弯曲强度和韧性;蒸汽养护能提高钢纤维混凝土的早期韧性和强度,恒温90℃蒸汽养护48h然后转标准养护,3d等效弯曲强度达到28d等效弯曲强度的85.4%~90%。     

钢纤维混凝土及其在桥面铺装中的应用

针对桥面铺装受力状况和破坏原因,重点进行了不同掺量钢纤维混凝土的抗折强度、弯曲韧性试验。通过抗折强度、弯曲韧度值及其韧性指数的计算,分析了钢纤维掺量对其抗折强度、弯曲韧性的影响,探讨钢纤维增强增韧机理;总结了钢纤维桥面铺装施工注意事项及优点。     

延性纤维混凝土抗弯性能的试验研究

采用正交试验方法,考虑纤维掺量、水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量的影响,设计了16组延性纤维混凝土试件,采用四点弯曲试验评定其抗弯性能。通过对弯曲初裂强度、极限抗弯强度、等效弯曲强度和弯曲韧性指数的分析可得:纤维的掺入改变了试件的破坏模式,显著提高了材料的抗弯强度和弯曲韧性;纤维掺量对抗弯性能影响显著,纤维掺量越大,抗弯强度和弯曲韧性越高;水胶比和砂胶比的影响次之,粉煤灰掺量的影响最小,水胶比不低于0.29,砂胶比不超过0.36时,延性纤维混凝土均具有较高的弯曲韧性。     

圆钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

以钢纤维体积掺量为主要考察参数,对圆钢管钢纤维再生混凝土短柱进行了轴心受压试验。观察了其受力全过程和破坏形态,得到了荷载-位移曲线和荷载-应变曲线,并研究了钢纤维体积掺量对其受力性能的影响。结果表明:圆钢管钢纤维再生混凝土短柱的轴压破坏形态呈斜剪压破坏,钢纤维的掺量对其破坏形态几乎没有影响;钢纤维的掺入对试件承载力的增强作用并不明显,当钢纤维体积掺量不超过1.5%时,试件承载力较未掺加钢纤维构件有小幅提高,但当体积掺量超过2%后,因钢纤维易结团、混凝土和易性变差,试件承载力反而出现降低,且钢纤维体积掺量越大,降幅也越大;掺入钢纤维后,试件延性显著改善,位移延性系数随钢纤维体积掺量的提高而增大;为使试件同时获得较高的承载力和延性,建议钢纤维的体积掺量取为1.0%~1.5%;CECS 28:2012推荐计算式能很好地评定圆钢管钢纤维再生混凝土短柱的承载力,建议设计时采用。研究结果可为工程应用提供参考。     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100%取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

高掺量超短超细钢纤维早强混凝土的强度及弯曲韧性研究

本文考察了高掺量超短超细钢纤维对混凝土抗压强度、抗折强度以及弯曲韧性的影响,得到了强度及弯曲韧性随龄期的变化规律。研究结果表明,即使在水灰比高于素混凝土的情况下,高掺量超短超细钢纤维混凝土的早期和后期抗压、抗折强度都能明显提升,尤其是抗折强度提高更显著。过多增加超短超细钢纤维掺量,会造成纤维混凝土强度的下降,尤其是抗压强度;抗折强度早期会随纤维掺量增加而降低,但后期强度能得到快速增长。超短超细钢纤维混凝土的裂纹扩展过程较缓慢,体现出良好的韧性性质。钢纤维体积掺量从4%增加至6%时,纤维混凝土的1d~3d弯曲韧性可得到提高,但7d~28d弯曲韧性则出现降低。为使超短超细钢纤维混凝土获得最佳的强度和弯曲韧性,存在一个合理的纤维掺量范围。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

方钢管钢纤维再生混凝土短柱轴压性能试验研究

以钢纤维体积掺量和截面含钢率为主要变化参数,对23个方钢管钢纤维再生混凝土短柱和2个未掺加钢纤维的方钢管再生混凝土短柱试件进行了轴心受压试验。通过试验,观察了试件受力全过程和破坏形态,获取了荷载-位移曲线和荷载-应变曲线,并分析了钢纤维体积掺量、截面含钢率对其承载和变形性能的影响。结果表明:方钢管钢纤维再生混凝土短柱轴向受压破坏形态与方钢管普通混凝土构件相似,掺入钢纤维对其破坏形态几乎无影响;钢纤维的掺入对试件承载力的增益作用并不明显,当钢纤维体积掺量不超过1.5%时,试件轴压承载力较未掺加钢纤维构件有小幅提高,但当钢纤维体积掺量超过2%后,因钢纤维数量增多易出现分布不均匀而结团、混凝土界面薄弱区增多,试件承载力反而降低,且降幅随钢纤维体积掺量增大而增大;掺入钢纤维显著改善了试件延性,试件位移延性系数随钢纤维体积掺量的提高而增大;截面含钢率对试件承载性能影响明显,试件承载力和位移延性系数均随截面含钢率的增大而增大;为使试件既获得较高的承载力又具有良好的延性,建议钢纤维体积掺量取为1.0%～1.5%;利用基于统一强度理论提出的方钢管钢纤维再生混凝土短柱的轴压承载力计算公式所得结果与试验实测数据符合较好。     

钢纤维混凝土劈拉及弯曲强度和韧性研究

通过钢纤维混凝土劈拉强度、弯曲强度和弯曲韧性的实验,研究了混凝土的劈拉强度、弯曲强度和弯曲韧性随着钢纤维掺量的增加有不同幅度的增长,同时钢纤维的长径比和钢纤维根数对钢纤维混凝土的性能也有重大影响。     

钢纤维预应力高强混凝土管桩试验研究

为提高预应力高强混凝土管桩的韧性和抗弯承载力,通过不同钢纤维体积掺量对C80管桩混凝土工作性能和力学性能影响的试验研究,确定最佳配合比。然后基于最佳配合比进行钢纤维高强混凝土管桩试制和足尺抗弯力学性能试验,并与未掺加钢纤维的高强混凝土管桩对比分析。结果表明：采用该配方制备的钢纤维高强混凝土管桩的外观质量、桩身强度等均符合相关规范要求。钢纤维增强的混凝土管桩抗弯承载力明显提高,破坏特征和延性性能得到显著改善。     

钢纤维长度与掺量对混凝土力学性能的影响

制备了两种等级的混凝土,研究了钢纤维不同掺量及长度对混凝土流动性、抗压强度、劈裂强度、弯曲韧性和抗冲击性的影响。结果表明:钢纤维混凝土的流动性随钢纤维掺量的增加而降低,且掺长钢纤维的混凝土比掺短钢纤维的混凝土降低的更多;随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土的抗压强度、劈裂强度、弯曲韧性和抗冲击性均有不同程度提高。其中,抗压强度提高幅度不大,劈裂强度、弯曲韧性和抗冲击性有明显提高,长钢纤维对混凝土性能的影响优于短钢纤维。     

钢纤维掺量对轻骨料混凝土力学性能的影响

通过开展不同体积掺量钢纤维(0,0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%)轻骨料混凝土抗压强度、弯折韧性和抗冲击性能等力学性能试验研究,分析不同掺量钢纤维对轻骨料混凝土各项力学性能的影响规律。试验表明:钢纤维掺入到轻骨料混凝土中后,有助于提高轻骨料混凝土抗压强度,显著改善轻骨料混凝土受压破坏形态;轻骨料混凝土的抗折强度随着纤维掺量的增加而显著改善,并能提高轻骨料混凝土的折压强度比,改善轻骨料混凝土的脆性问题;对轻骨料混凝土的弯折韧性增强作用较为显著,试验发现掺入钢纤维后的轻骨料混凝土弯折韧性比没有掺加钢纤维的轻骨料混凝土显著提高;钢纤维对轻骨料混凝土的抗冲击性能增大幅度较为显著。     

高性能仿钢纤维增强混凝土的抗弯韧性研究

本文作者选用3种不同规格的高性能仿钢纤维,研究了不同掺量高性能仿钢纤维混凝土的抗弯韧性,以及不同纤维掺量对不同强度混凝土性能的影响规律.结果表明,仿钢纤维能显著提高混凝土的抗冲击韧性:随着纤维掺量的提高,单掺或混掺纤维混凝土梁的抗弯冲击初裂次数和破坏次数逐渐增加;混杂纤维混凝土的初裂和破坏次数随基体强度的增加而增加;单掺0.5mm纤维的混凝土延性指数较大,混掺纤维试件的延性指数随纤维掺量的提高而显著增加.     

海水腐蚀环境下PVA-钢混杂纤维混凝土弯曲韧性研究

通过模拟海水环境,对同体积率下钢纤维和PVA纤维进行了混掺,采用干湿交替腐蚀方法研究了PVA-钢混杂纤维混凝土的弯曲韧性。结果表明,腐蚀后混杂纤维混凝土的初裂荷载、峰值荷载和弯曲强度均下降;PVA-钢混杂纤维混凝土经腐蚀后的混凝土韧性指数I_5、I_(10)和弯曲韧性比均降低,纤维对基体的耗能能力、延性和增韧效果下降明显。     

钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力试验研究

根据12根钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪试件的试验结果,讨论了钢纤维体积率、剪跨比、钢纤维混凝土强度对钢筋钢纤维混凝土牛腿斜截面破坏形态和受剪承载力等的影响,建立了钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算模型,给出了与钢筋混凝土牛腿计算公式相衔接的钢筋钢纤维混凝土牛腿受剪承载力的计算公式,并进行了数值计算。结果表明,钢纤维对钢筋混凝土牛腿斜截面破坏形态影响较小,但能够提高牛腿的延性。随钢纤维体积率和钢纤维混凝土强度的增加,钢筋钢纤维混凝土牛腿的斜截面受剪承载力逐渐提高,随剪跨比的增大,受剪承载力随之降低。数值计算时,以达到钢纤维混凝土抗剪强度为破坏标准来控制迭代收敛,计算结果与试验结果吻合较好。     

高掺量钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土抗弯韧性试验研究

通过高掺量钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土的抗弯试验得到纤维混凝土的抗弯荷载-挠度曲线,据此分别采用弯曲韧性指数、等效抗弯强度与弯曲韧性比来研究分析不同体积掺量的钢纤维、聚丙烯纤维混杂后对C60高强混凝土抗弯韧性的影响规律。研究结果表明,钢纤维混凝土的抗弯强度和韧性均随着钢纤维掺量的增加而明显提高,对钢纤维掺量一定时的钢-聚丙烯混杂纤维混凝土而言,存在最优的聚丙烯纤维掺量使得抗弯强度和韧性最大,即出现较好的正混杂效应。     

微细钢纤维快硬高强混凝土弯曲性能试验

试验采用微细钢纤维和快硬硫铝酸盐特种水泥,配制了高强、高韧性和快凝早强高性能混凝土,可用于机场跑道、公路路面、桥面和市政道路的修复加固工程以及其他建筑工程抢险加固等。开展了弯曲韧性试验,分析纤维掺量和养护龄期对弯曲韧性指标的影响规律;研究了纤维掺量、龄期、水胶比等因素对强度和弯曲韧性的影响。结果表明:混凝土12 h抗压强度可达40 Mpa,1 d抗压强度可达60 Mpa;纤维掺量、龄期和水胶比是影响强度的主要因素;最优纤维掺量是1%,最优水胶比是0.24;微细钢纤维的掺入显著提高了弯曲韧性,最优配比时各项弯曲韧性指数均不小于0.50;当龄期达到1 d及以上时,龄期对弯曲韧性指数和弯曲试验曲线的饱满程度影响不明显。     

钢纤维混凝土抗冲击性能及其阻裂增韧机理

采用自制落锤冲击试验装置,以韧性系数和延性比来评价钢纤维混凝土(SFRC)的韧性,研究了钢纤维对混凝土抗冲击性能的影响.以纤维分散系数表征钢纤维分布的均匀程度,对冲击面裂缝进行观测,并对冲击断面纤维分布进行了统计计算,分析了冲击荷载作用下钢纤维混凝土的阻裂效应及增韧机理.结果表明:钢纤维的掺入可显著提高混凝土的抗冲击性能;在钢纤维掺量(体积分数,下同)为0.8%时,钢纤维混凝土的延性比超过15%,其韧性系数随钢纤维掺量的提高而增大,在钢纤维掺量为1.0%时达到最大值,接近基准混凝土的10倍;钢纤维的掺入降低了基体脆性,改善了其塑性特征,从而延缓了钢纤维混凝土的裂缝开展,并改善了其主裂缝形状、减少了裂缝条数;钢纤维混凝土的抗冲击韧性与钢纤维掺量及其在冲击断面上的分布均匀程度密切相关.     

工业回收钢纤维混凝土力学性能研究

文章共设计制作了8组工业回收钢纤维混凝土试件进行抗压试验和弯曲性能试验。研究工业回收钢纤维体积掺量对混凝土基本力学性能的影响。工业回收钢纤维是从汽车废旧轮胎胎圈中提取的大直径、高强度钢丝。结果表明:工业回收钢纤维对混凝土立方体抗压强度影响很小,对混凝土的抗折强度有明显提升;工业回收钢纤维混凝土弯曲韧性相比素混凝土在荷载-挠度曲线下降段下降缓慢,会出现二次峰值的现象。随着工业回收钢纤维体积掺量的增大,混凝土的荷载-挠度曲线更趋于饱满,韧性更好。