Workability of hybrid fiber reinforced self-compacting concrete

Compared to fiber reinforced concrete (FRC), self-compacting concrete (SCC) is a relatively new type of concrete with high flowability and good cohesiveness. It offers very attractive economical and technical benefits, which can be further extended when combined with FRC. In this article two different types of steel fibers were used, in combination, and the effects of fiber inclusion on the workability of hybrid fiber reinforced self-compacting concrete (HFR-SCC) is studied. The effects of fibers are quantified based on the fiber volume, length, and aspect ratios of the fibers. It was concluded that in addition to the above-mentioned quantifiable three properties, other properties of fibers such as shape and surface roughness are also found to be important but they cannot be quantified at this stage.     

钢纤维增强粉煤灰自密实混凝土力学性能

采用粉煤灰取代40％水泥来制备粉煤灰自密实混凝土(SCC),研究其工作性、基本力学性能和轴压变形性能随钢纤维体积分数的变化规律.结果表明:粉煤灰SCC的工作性随钢纤维体积分数的增加而降低,当钢纤维体积分数大于0.75％时,粉煤灰SCC的工作性降幅最大;钢纤维体积分数对粉煤灰SCC抗压强度的影响不明显,但能够显著改善其劈...     

钢纤维自应力混凝土力学性能试验研究

研究了在三维乱向分布钢纤维的限制下,掺有钢纤维的硫铝盐酸自应力混凝土（SFRSC）的直接拉伸、抗压、 劈拉、抗折强度特性,由于钢纤维和基体间的摩阻限制所引入的自应力和钢纤维的三向限制作用,使得钢纤维对于自应力混凝土的增强效应要比对于普通混凝土的高,另外,在现有钢纤维混凝土强度计算模式的基础上,通过优化方法得出了对于不同目标自应力等级的自应力混凝土的钢纤维增强效应系数。     

火灾下纤维自密实混凝土的爆裂行为预测

基于蒸汽压力爆裂理论,采用多相多孔介质一维模型对自密实混凝土(SCC)和纤维自密实混凝土(FRSCC)内部蒸汽压力进行了预测,并对由蒸汽压力引起的混凝土爆裂行为进行了分析.为了验证模型的有效性,开展了 SCC和FRSCC火灾作用下内部蒸汽压力的测试试验,分析了钢纤维、细聚丙烯(PP)纤维、粗PP纤维以及混杂纤维对SCC内部蒸汽压力-时间-温度关系的影响规律.结果表明:纤维的掺入降低了 SCC内部的蒸汽压力,延长了峰值蒸汽压力出现的时间,降低了峰值蒸汽压力对应的温度;细PP纤维对SCC内部蒸汽压力的降低效果优于粗PP纤维,相比于PP纤维掺量,PP纤维的根数对SCC内部蒸汽压力的影响更为显著;与单掺纤维相比,混杂纤维的掺入进一步降低了 SCC内部的蒸汽压力;通过与试验结果的对比发现,多相多孔介质一维模型可以较好地预测SCC和FRSCC火灾作用下内部蒸汽压力发展过程和高温爆裂行为.     

纤维增强自密实混凝土高温性能研究综述

基于纤维增强机理和混凝土高温爆裂破坏机理,概述了自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC)的高温爆裂现象,从抗压强度、弯曲性能、弹性模量三个方面总结了国内外关于纤维增强SCC高温力学性能的研究现状与成果,在此基础上,指出了尚未解决的问题以及尚待深入研究的内容。     

Effects of PET fiber arrangement and dimensions on mechanical properties of concrete

Concrete has low tensile strength and crack resistance. Its weaknesses could be enhanced with the addition of fiber. Polyethylene terephthalate (PET) fibers are generally used in concrete as discrete reinforcement in substitution of steel fiber. Fibers obtained by hand cutting of PET bottles are in the form of straight slit sheets, which impart weaker bonding in concrete matrix. The bonding of the fibers however may be improved by using other geometries such as flattened-end sheet pattern. So far, there are no guidelines for defining the geometry and dimensions of PET fibers. Therefore, this paper focuses on the use of fibers with different geometries and dimensions and investigates their effects on the mechanical properties of concrete. Test results show that geometry of fibers has a small effect on the workability of concrete. The use of smaller dimensions of fiber improves the workability. Enhancement in the strength and energy dissipation capacity of fiber concretes was observed from the use of flattened-end fibers of smaller dimensions. Furthermore, a higher ultrasonic pulse velocity value was observed for concrete made from smaller fibers as compared to fibers of larger dimensions.     

钢纤维对自密实混凝土力学性能影响

自密实混凝土(SCC)相比于普通混凝土具有更加优良的工作性能,无需外力振捣就可依靠自重填充整个模板,因此,被广泛地应用于配筋密集、外形复杂的结构中。配制相同强度等级的自密实混凝土与普通混凝土相比,自密实混凝土所需胶凝材料更多,间接导致自密实混凝土在硬化过程中产生较大的干缩变形,在自密实混凝土中掺加钢纤维,不仅可以有效抑制自密实混凝土的干缩,而且还可以明显改善自密实混凝土基体的力学性能,故将钢纤维与自密实混凝土两种材料结合配制钢纤维自密实混凝土是非常有意义的。基于前人研究的基础上,本文主要研究钢纤维对自密实混凝土力学性能影响。     

混杂纤维高性能混凝土的收缩抗裂性能

试验研究了聚丙烯纤维(PPF)和碳纤维(CBF)及其混杂后对高性能混凝土的早期抗塑性收缩开裂性能及干缩性能的影响。结果表明,聚丙烯纤维、碳纤维及其混杂使用对高性能混凝土早期塑性收缩开裂及干燥收缩都具有较好的抑制作用,但其作用大小不同。单独使用纤维时,聚丙烯纤维抑制早期塑性收缩开裂效果优于碳纤维,而碳纤维抑制干燥收缩的效果优于聚丙烯纤维。混杂使用纤维时,存在纤维之间的搭配优势,当两种纤维按体积比1∶1混杂使用时,纤维总用量为0.2 Vol.%的高性能混凝土的抗早期塑性收缩性能最好,其抑制干缩的效果也较好。为了同时抑制高性能混凝土的早期塑性收缩和长期干燥收缩,试验所用纤维采用纤维总用量为0.2 Vol.%,聚丙烯纤维和碳纤维以体积比为1∶1的混杂使用最佳。     

钢纤维增强混凝土动态力学性能及HJC本构模型参数标定

探讨了不同体积掺量钢纤维和镀铜钢纤维对混凝土动态力学性能的影响,以及标定本构模型参数对钢纤维混凝土和镀铜钢纤维混凝土的适用性。在高强混凝土中掺加0.5%、1%、1.5%体积掺量的钢纤维制备7组试件,分别进行静态力学性能试验和分离式霍普金森压杆试验（SHPB）,基于静态、动态力学结果修正Holmquist-Johnson-Cook（HJC）本构模型参数,并利用有限元分析软件验证HJC模型参数的有效性。结果表明,在0.5%、1%、1.5%体积掺量下,混凝土动态峰值抗压强度随纤维掺量的增加而提高。标定的HJC模型对钢纤维混凝土的动态峰值抗压强度预测效果良好,模拟得到的应力-应变曲线与SHPB试验结果大致吻合。以侵蚀准则模拟得到动态冲击试验试件破坏过程,为钢纤维混凝土的抗冲击设计提供参考。     

纤维增强轻骨料混凝土力学性能试验研究

选用钢纤维、聚丙烯纤维及二元混杂纤维轻骨料混凝土,系统研究了其抗压强度、弹性模量、轴心抗压强度及抗折强度等力学性能,试验结果体现了不同纤维种类、不同纤维掺量及纤维混杂比例对轻骨料混凝土力学性能的影响;当钢纤维以体积率1.0%与聚丙烯纤维0.6kg/m3混杂时,纤维轻骨料混凝土的各项力学性能达到优化.     

钢纤维对地坪混凝土性能的影响

通过引入不同型号和掺呈的钢纤维.着重研究其对C25地坪混凝土工作性能,力学性能、弯曲韧性和抗冲击性能的影响规律和作用机理.试验结果表明:不同型号钢纤维对地坪钢纤维混凝土的工作性能影响不同,在同一型号钢纤维下随着掺量增加地坪钢纤维混凝土的工作性能降低;相对不掺入钢纤维的地坪混凝土,掺入钢纤维后地坪钢纤维混凝土抗压强度均略有下降,但抗折强度都能提高50%以上,弯曲韧性和抗冲击性能也都可得到显著改善:掺量对地坪钢纤维混凝土抗折强度、弯曲韧性和抗冲击性能的影响不明显.通过试验结果综合分析,C25地坪钢纤维混凝土选用CW07型钢纤维,掺量在20-30 kg/m3较为合适.     

微细钢纤维自密实混凝土二次配合比设计新方法

将微细钢纤维自密实混凝土(MSFRSCC)视作由满足一定填充能力和抗离析性能要求的基础自密实混凝土(SCC)与微细钢纤维净浆组成.在此基础上提出了采用基础SCC和钢纤维净浆制备MSFRSCC的二次配合比设计方法,并通过坍落扩展度和纤维特征值来确定该方法的适用范围,获得了MSFRSCC基本力学性能随纤维特征值变化的规律.结果表明:基于基础砂浆流变参数制备基础SCC,同时基于净浆平均裹浆厚度确定钢纤维净浆用量来最终制备MSFRSCC的方法,能够满足对MSFRSCC强度和工作性的预期;当纤维特征值不大于70.0%时,二次配合比设计方法能保证MSFRCC的工作性要求,且MSFRSCC的力学性能与纤维特征值线性相关度较高,可以基于基础SCC来预测其力学性能.     

锈蚀后钢纤维和钢纤维混凝土的力学性能

通过对剪切型、铣削型、切断型3种钢纤维和钢纤维混凝土的快速锈蚀试验,研究了锈蚀前后钢纤维的外观、弯折性能和抗拉强度的变化,以及钢纤维混凝土经过不同锈蚀时间后的抗压强度和抗拉强度的变化规律.结果表明:随锈蚀时间的增加,钢纤维的锈蚀程度逐渐增大,弯折性能和抗拉强度逐渐降低,钢纤维混凝土的抗压强度和抗拉强度随之减小.但是抗压强度和抗拉强度的变化规律有所不同,当锈蚀时间较短时,抗压强度变化不明显,在锈蚀时间超过60d以后,抗压强度显著降低.而抗拉强度随锈蚀时间的增加逐渐下降.锈蚀时间相同时,抗拉强度的降低幅度比抗压强度的降低幅度小.切断型钢纤维的抗锈蚀能力相对较好,剪切型和铣削型钢纤维的抗锈蚀能力相对较差.     

微硅粉对钢纤维高强混凝土性能影响研究

高强混凝土最致命的一个缺点是其较大的脆性。通常．通过掺加纤维以改善其脆性，提高混凝土的韧性。为改善钢纤维与水泥基体界面性能．通常采用微硅粉与钢纤维复合的方式。本文研究了微硅粉掺量对不同长径比钢纤维混凝土新拌性能与力学性能影响．并着重探讨了微硅粉掺量与钢纤维长径比及掺量的最佳配比。研究表明，微硅粉的掺量和钢纤维的长径比对体系的强度影响较为显著。     

高抗裂低收缩纤维混凝土性能研究

研究了高弹模聚乙烯醇纤维和低弹模聚丙烯纤维及其共同作用对混凝土力学性能和早期抗裂性能的影响,同时研究了混杂纤维、减缩剂及两者复掺对混凝土早期塑性收缩和干燥收缩的影响,讨论了复掺纤维和减缩剂对混凝土抗裂和收缩性能的作用机理.结果表明,纤维可明显提高混凝土的力学性能,改善抗裂能力,其中混杂纤维的效果要优于单一种类的纤维;减缩剂可显著降低混凝土塑性和干燥收缩,但与纤维复掺时作用效果稍有降低,需要采取适当措施保证纤维混凝土中减缩剂作用的发挥.     

纤维高强混凝土抗剪性能的试验研究

通过84根尺寸为100mm×100mm×400mm的高强混凝土、钢纤维高强混凝土、聚丙烯纤维高强混凝土试件在剪切荷载作用下的抗剪试验,研究了纤维类型和纤维体积率(掺量)对高强混凝土抗剪强度及在剪切荷载作用下变形性能的影响。结果表明,纤维的加入有效地改善了高强混凝土的抗剪强度及变形性能。初裂抗剪强度和变形、极限抗剪强度和变形以及抗剪韧性均随纤维体积率(掺量)的增加而增大,试件破坏时能保持完整性。根据试验结果,建立了钢纤维高强混凝土及聚丙烯纤维高强混凝土抗剪性能的剪力传递模型和数学表达式。     

异形钢纤维混凝土性能试验研究

通过试验研究了4种异形钢纤维对高强混凝土工作性能、物理力学性能和弯曲韧性的影-向。探讨了不同异形钢纤维的增强、增韧机理，并指出钢纤维的掺入，使混凝土以主拉应力控制的劈拉强度等具有一定早强性。     

不同种类钢纤维在C30泵送混凝土中的应用试验研究

为探讨不同种类钢纤维及掺量对C30泵送混凝土工作性能及力学性能的影响,主要研究了钢纤维混凝土工作性能、抗压强度及弯曲韧性。研究表明:钢纤维的掺入会影响混凝土泵送施工性能,经配合比优化后剪切压痕型和哑铃型钢纤维混凝土泵送性能优良;同掺量钢纤维混凝土,峰值前韧度差异相对较小,不同类型钢纤维的增韧效果主要体现在峰值后韧度的提高上,其中端钩型效果最好,其次为高强微细平直型,哑铃型和剪切压痕型峰值后韧度相当;对于低强度等级C30泵送混凝土,钢纤维增韧效果的发挥不仅与钢纤维自身强度有关,同时与钢纤维异性化程度和掺量有关。     

层布式混杂纤维混凝土抗冻融耐久性的研究

通过普通混凝土、层布式钢纤维混凝土以及层布式混杂纤维混凝土在冻融循环下的相对动弹性模量、强度及质量变化的对比试验，研究了层布式钢纤维与聚丙烯纤维混杂应用对混凝土耐久性能的影响。结果表明。层布式混杂纤维的掺入，显著提高了混凝土的抗冻融耐久性能。     

聚丙烯腈纤维高强混凝土抗冻融性能研究

研究了在冻融环境下 (- 17.5～ 7.5℃ ) ,低掺量 (体积掺量≤ 0 .2 % )聚丙烯腈有机纤维对高强混凝土力学性能的影响。通过SEM观察发现聚丙烯腈纤维在混凝土中分散性较好 ,纤维间距小、纤维和混凝土界面结合状况良好。宏观性能测试的结果表明在合理掺量下聚丙烯腈纤维能够显著提高混凝土的抗拉极限应变和抗开裂性能。因而 ,在低温循环变化环境下 ,具有较强的抵抗疲劳破坏的能力 ,降低混凝土强度的损失 ,大幅度提高混凝土的抗冻融耐久性